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动力电池/储能热管理策略仿真、热失控仿真、超级快充、多面冷却仿真技巧、电池MAP快充时间优化仿真

2024-04-03 14:00:12·  来源：LEVEL电池热管理技术  
　

一、动力电池热管理仿真策略控制


     随着新能源产业的发展，人们对电池包的安全性和充放电性能要求越来越高，电池包向着高能量密度和大倍率充电的方向发展。为了更精确的评估电池热管理性能，热管理的工况越来越复杂，如何把复杂的工况条件转化为仿真输入的边界条件是热管理仿真工程师的一个巨大的挑战，目前基础的软件设置已经满足不了常规的热管理工况，需要结合软件的函数控制和简单编程语言才能实现。

     传统的仿真边界条件比较简单，如1C充电，充电时间3600s，电芯的发热量还是测试平均值，或者为测试几个点电芯的发热量，整个过程基本不设置控制，随着技术的发展，现在仿真的工况越来越贴近实际的客户使用情况，这也导致热管理仿真工况越来越复杂，工况的数据越来多，如下做了一些分类：


1、工况复杂性


（1）恒功率放电，需要引入电芯的OCV曲线，计算得到实时恒率放电电流


（2）按照map充放电，电流随着温度和SOC变化，实时的电流曲线在二维矩阵表插值计算得到


（3）电芯发热DCR实时随着温度和SOC变化，依据电芯dcr的map表得到实时的电芯的充放电过程中的dcr值。


（4）工况计算如SOC20%-SOC80%中SOC值更新，通过实时的（I*t+……）/额定容量计算soc变化


2、停止策略的复杂性


（1）充电至某一SOC停止


（2）放电至某一SOC停止


（3）低温加热至NTC最小温度到某一温度停止


（4）低温保温至NTC最小温度到某一温度停止


3、液冷策略的复杂性


（1）温度大于32℃开启液冷，小于29℃关闭液冷，开启或者关闭液冷系统时，需要减小计算时间步长，保证收敛性


（2）加热膜加热，温度低于15开始加热，大于25℃关闭加热


（3）冷却系统进口为制冷功率，需要转化为进口温度边界


（4）冷却系统进口制冷功率随着进口温度变化，同时流量也是随着进口温度变化


（5）循环工况恒功率放电至soc20%+MAP充电至soc90%，按这个充放电方式循环3次。


4.判定条件的多样性


（1）NTC最大值   温度达到ntc最大值停止，并保存文件


（2）NTC最小值    温度达到ntc最小值停止，并保存文件


（3）NTC平均温度   


（4）NTC温差   


（5）电芯的平均温   dcr取值随着ntc温度变化去插值件



下面为带入策略的通过仿真得到的曲线


图片


二、多面冷却仿真方法应用篇


      随着客户对于新能源车充电时间要求和安全性的要求越来越高，热管理设计受到了极大的挑战，新的热管理技术的研发显得十分的重要。宁德时代发布的麒麟电池实现4C快充，对电池进行了解剖分析，从图中能够看到电池内部由两个电芯构成，因此电芯与电池壳的面接触较差，因此热阻较大，所以结果显而易见了。


图片

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