电热建模:电池包冷却
电池包热管理的设计对于确保电池包在安全温度范围内工作至关重要。目的是防止电池包的任何部分过热或在过低温度下工作。如果电池包的大小设计不合理,温度会加速其老化、电池包内模块和电芯会产生不平衡或导致危险情况。
本教程演示设置对电动汽车进行电池包冷却分析的 Simcenter STAR-CCM+ 模型的工作流程。使用新的 Simcenter STAR-CCM+ 电池工作流程,不需要来自 Simcenter Battery Design Studio 的任何输入文件。此工作流程可进行电芯的电气行为与其热响应之间紧密耦合的电热模拟。因此 Simcenter STAR-CCM+ 提供了一个工具来研究冷却策略或冷却系统设计的性能,以管理各种条件下的快速充电或驱动循环等情况。
在本教程中,您将模拟一个由液体冷却板上的两个模块组成小电池包。每个模块都包含四个串联成两个并联串的电芯。
下图显示电池包几何:
您将使用 Simcenter STAR-CCM+ 中的等效电路模型进行电热分析。此模型的类型为电阻电容电阻 (RCR),并使用混合脉冲功率特性 (HPPC) 类型的测试数据来表现电芯的内部行为。为了捕捉扩散效应,模型使用两个 RC 单元。为了准确地对温度相关性建模,该模型具有从 10 °C 到 50 °C 的四个温度级别。
电池包特性如下:
电池包 | 2 个模块,各有 8 个电芯 |
标称电芯电压 | 3.5 V/电芯 |
标称电池包电压 | 28 V = 3.5 V/电芯 x 4 串联电芯 x 2 串联模块 |
每个电芯的容量 | 50 Ah/电芯 |
模块容量 | 100 Ah = 50 Ah x 2 并联串 |
电池包能量 | 2.8 kWh = 100 Ah x 28 V |