一、热管理设计流程

客户输入

冷却要求：

高温环境，高速工况冷却，电池温度不允许超过45摄氏度；

高温环境，爬坡工况（10%坡度）冷却，电池温度不允许超过45摄氏度；

高温环境，快充工况冷却，电池温度不允许超过45摄氏度；

加热要求

-20摄氏度低温环境，加热至0摄氏度，时间30min;

-30摄氏度低温环境，加热至0摄氏度，时间50min；

温差要求：冷却：<5摄氏度，加热：<10摄氏度；

保温要求：高温和低温24H温度保持情况

根据客户输入转化为不同工况电池的充放电倍率发热功率。

发热功率估算

电池发热功率的表达式为：

式中：U为电池开路电压；I为电池电流；V为电池负载电势，以上三项分别表示不可逆内阻热、可逆熵热和混合热。

随后Thomas和Newman证实，在电池的设计过程中，如果减小极化浓度差，混合热可以忽略不计，公式(1)简化为：

目前多采用此方法，但是根据发热功率影响因素一定要确定哪个SOC、哪个温度、哪个充放电倍率下的内阻。

      一般情况下会给出50%SOC25℃1C充放电下的内阻，但在充放电末端内阻值会变大，发热功率也会变大，目前该方法在储能领域用的比较多。因为储能充放电策略相对来说比较单一。

其他发热功率估算方法：

目前工程用得比较多的方式利用  测试得到的DCR随着soc和T转化为发热量。

发热功率估算

电芯温度情况

热管理初步设计—导热

导热材料主要关注点：

导热性能、密度、阻燃性能、绝缘性能、热稳定性、压缩回弹性、拉伸和耐磨性能、粘接性、使用温度、耐久性

在模块中应用石墨片后对加热速率影响不大，没有加快加热速率；

使用石墨片后加热过程温差变小，极柱间温差可减小近2摄氏度，电池组最大温差可减小1.5摄氏度，均温效果明显。

热管理初步设计—散热

仿真分析

根据边界输入，进行流场和温度流场仿真，包括压力情况、速度情况、流量情况、不同工况的温度情况。

实验验证

实验验证：

1、对模拟结果进行验证；

2、了解热管理真实性能；

3、比较模拟和实验结果差距；

4、根据结果分析，提出优化方案。

隔热保温设计

从目前电池系统的发展趋势来看，采用液冷系统越来越多，因此箱体隔热设计越发重要。

意义：

1、保持系统内部温度，有利于低温充放电，延长使用寿命；

2、保持系统内部温度，降低高温路面热辐射对系统内部温度的影响；

3、外部出现火烧或者高温时，保持电池包内部正常温度，延缓电池热失控，提高安全性；

4、在电芯发生热失控时，能起隔热作用，抑制热扩散，延缓事故发生；

5、在电芯发生起火时，延缓火势蔓延，增加逃生时间。

常见保温材料：

泡棉（包括PU、CR、EVA和PE等）、绒毛毯、二氧化硅气凝胶、发泡硅胶、成瓷隔热片、石墨烯隔热等。

标签： 电源电力 点击： 评论: