CN110110367B - 一种电化学储能机柜热仿真方法及系统 - Google Patents
一种电化学储能机柜热仿真方法及系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110110367B CN110110367B CN201910260166.XA CN201910260166A CN110110367B CN 110110367 B CN110110367 B CN 110110367B CN 201910260166 A CN201910260166 A CN 201910260166A CN 110110367 B CN110110367 B CN 110110367B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- energy storage
- electrochemical energy
- storage cabinet
- parameters
- cabinet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004088 simulation Methods 0.000 title claims abstract description 124
- 238000012983 electrochemical energy storage Methods 0.000 title claims abstract description 120
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 56
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 21
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 20
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 38
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 claims description 19
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims description 18
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 claims description 16
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 8
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 abstract description 9
- 230000008859 change Effects 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 3
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000008676 import Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/10—Geometric CAD
- G06F30/17—Mechanical parametric or variational design
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
- G06F2119/08—Thermal analysis or thermal optimisation
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Geometry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
本申请实施例涉及热仿真技术领域,公开了一种电化学储能机柜热仿真方法及系统。该方法基于电化学储能机柜的机柜参数并建立体热源模型,且将该模型与边界条件和环境参数进行耦合计算,输出仿真值,该方法不需要建立多个耦合模型,能够实现快速仿真,且该方法在获得仿真值后,与外场实际测量值进行对比验证,进一步校正电池单体模型的物性参数,从而使得仿真值更为精确。
Description
技术领域
本发明涉及热仿真技术领域,特别涉及一种电化学储能机柜热仿真方法及系统。
背景技术
随着新能源汽车的普及,越来越多的动力电池在达到使用年限后老化退役,基于环保的目的,退役的动力电池通常都还会再进行梯次利用,例如应用到电化学储能机柜中,而退役的动力电池由于老化,其性能、安全性和使用寿命受到温度的影响很大,因此,在储能机柜的设计中,热管理技术十分重要,其中,热仿真技术是产品研发的基本手段,可以知道机柜系统的热设计和热管理,判断动力电池的温差大小。
在实现本发明过程中,发明人发现以上相关技术中至少存在如下问题:现有的热仿真技术中,通常采用多模型耦合的方法来对电池进行热仿真,从而得到电池的温升参数,这类方法通常需要建立多个模型与场之间进行相互耦合,流程复杂,计算机工作量大,因此仿真速度也比较慢。
发明内容
针对现有技术的上述缺陷,本发明的目的是提供一种能够快速获得仿真值的电化学储能机柜热仿真方法及系统。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的:
为解决上述技术问题,第一方面,本发明实施例中提供了一种电化学储能机柜热仿真方法,包括:
获取所述电化学储能机柜的机柜参数;
根据所述机柜参数建立体热源模型;
根据所述机柜参数计算得到边界条件;
设置所述电化学储能机柜的温度场的环境参数;
将所述边界条件和所述环境参数耦合到所述体热源模型中,输出仿真值。
可选地,所述根据所述机柜参数建立体热源模型,具体包括:
根据所述机柜参数建立电池单体模型;
将所述电池单体模型简化为体热源模型。
可选地,所述方法还包括:
将所述仿真值与实际测量值进行比对并校正所述电池单体模型的物性参数;
根据校正后的所述电池单体模型的物性参数校正所述体热源模型并重新输出仿真值。
可选地,所述机柜参数包括:所述电化学储能机柜内各结构的几何尺寸、几何形状、空调参数和主要热源参数;
所述根据所述机柜参数建立电池单体模型具体包括:根据所述电化学储能机柜内各结构的几何尺寸、几何形状、空调参数和主要热源参数建立所述电池单体模型。
可选地,所述将所述电池单体模型简化为体热源模型具体包括:
保留并简化所述电化学储能机柜的几何尺寸和几何形状,保留并简化所述电化学储能机柜内空调进出风口的几何尺寸和几何形状,保留并简化主要热源的几何尺寸和几何形状,保留所述主要热源参数。
可选地,所述主要热源包括:电池包和储能变流器。
可选地,所述主要热源参数包括:所述电池包的内阻值、所述电池包的几何尺寸、所述储能变流器的额定功率和所述储能变流器的效率值。
可选地,所述电化学储能机柜的空调参数包括:空调的进出风口的空气流量和空调的进出风口的开口面积。
可选地,所述边界条件包括:空调的进出风口风速;
所述根据所述机柜参数计算得到边界条件具体包括:根据所述空调的进出风口的空气流量和空调的进出风口的开口面积计算得到进出风口风速。
为解决上述技术问题,第二方面,本发明实施例中提供了一种电化学储能机柜热仿真系统,包括:
电化学储能机柜,以及,能够获取所述电化学储能机柜的机柜参数并进行热仿真的仿真装置,其中,
所述仿真装置用于获取所述电化学储能机柜的机柜参数并进行热仿真时,执行如上述第一方面所述的电化学储能机柜热仿真方法。
为解决上述技术问题,第三方面,本发明实施例中提供了一种存储介质,所述存储介质存储有可执行指令,所述可执行指令被仿真装置时,使所述仿真装置执行如上第一方面所述的电化学储能机柜热仿真方法。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:区别于现有技术的情况,本发明实施例中提供了一种电化学储能机柜热仿真方法及系统;该方法在建立电池单体模型后,简化为体热源模型,与边界条件耦合到温度场中,输出仿真值,该方法不需要建立多个耦合模型,能够实现快速仿真,且该方法在获得仿真值后,与外场实际测量值进行对比验证,进一步校正电池单体模型的物性参数,从而使得仿真值更为精确。
附图说明
一个或多个实施例中通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明,这些示例性说明并不构成对实施例的限定,附图中具有相同参考数字标号的元件/模块和步骤表示为类似的元件/模块和步骤,除非有特别申明,附图中的图不构成比例限制。
图1是本发明实施例提供的一种电化学储能机柜热仿真方法的流程图示意图;
图2是本发明实施例提供的一种电化学储能机柜热仿真方法中的根据机柜参数建立体热源模型的具体方法的流程图示意图;
图3是本发明实施例提供的一种电池单体模型的结构图示意图;
图4是本发明实施例提供的一种体热源模型的结构图示意图;
图5是本发明实施例提供的一种电化学储能机柜热仿真系统的结构框图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
需要说明的是,如果不冲突,本申请实施例中的各个特征可以相互结合,均在本申请的保护范围之内。另外,虽然在装置示意图中进行了功能模块划分,在流程图中示出了逻辑顺序,但是在某些情况下,可以以不同于装置中的模块划分,或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。
本申请实施例提供了一种电化学储能机柜热仿真方法及系统,其中,电化学储能机柜热仿真方法是一种根据获取的机柜参数建立并简化模型,从而代入边界条件和环境参数能够输出仿真值的方法。本申请实施例提供的电化学储能机柜热仿真方法能够仅通过建立一个模型即可实现热仿真,不需要建立多个模型进行耦合,本申请实施例提供的热仿真方法流程简单,且能够保证仿真值的精确度。
具体地,下面结合附图,对本申请实施例作进一步阐述。
实施例一
请参见图1,图1是本发明实施例提供的一种电化学储能机柜热仿真方法的流程图示意图,该方法包括但不限于以下步骤:
步骤110:获取所述电化学储能机柜的机柜参数。
所述机柜参数包括但不限于:所述电化学储能机柜内各结构的几何尺寸、几何形状、空调参数和主要热源参数。
具体地,在本发明实施例中,所述获取所述电化学储能机柜的机柜参数具体包括:获取所述电化学储能机柜内各结构的几何尺寸和几何形状,获取所述电化学储能机柜的空调参数,获取所述电化学储能机柜的主要热源参数。
其中,所述电化学储能机柜的空调参数包括:空调的进出风口的空气流量和空调的进出风口的开口面积。所述电化学储能机柜的主要热源包括:电池包和储能变流器。所述主要热源参数包括:所述电池包的内阻值、所述电池包的几何尺寸、所述储能变流器的额定功率和所述储能变流器的效率值。所述电化学储能机柜内的各结构包括但不限于:空调、电池包、储能变流器、风扇、导流板、挡板等部件。
在实际应用中,可通过各类传感器获取各类所述机柜参数,例如,通过万用表获取所述内阻值,通过红外传感器或激光传感器等测量所述各结构的几何形状和尺寸,通过风速传感器测量所述空调进出风口的空气流量或者风扇的空气流量等。各类用于测量机柜参数的传感器可根据实际需要进行选择设置,不需要拘泥于本发明实施例的限定。
步骤120:根据所述机柜参数建立体热源模型。
所述根据所述机柜参数建立体热源模型包括:根据所述电化学储能机柜内各结构的几何尺寸、几何形状、所述空调参数和所述主要热源参数建立电池单体模型,并将所述电池单体模型简化为体热源模型。
请参见图2,图2是本发明实施例提供的一种电化学储能机柜热仿真方法中的根据机柜参数建立体热源模型的具体方法的流程图示意图,所述根据所述机柜参数建立体热源模型,具体包括:
步骤121:根据所述机柜参数建立电池单体模型。
所述根据所述机柜参数建立电池单体模型具体包括:根据所述电化学储能机柜内各结构的几何尺寸、几何形状、所述空调参数和所述主要热源参数建立所述电池单体模型。所述电池单体模型为包含电化学储能机柜内所有部件参数特征的模型,所述电池单体模型包含所述电化学储能机柜整体和内部各部件的所有特征,包括但不限于各结构的几何尺寸和几何形状,重要部件的物性参数。
建立所述电池单体模型可采用专业的建模软件进行建模,或采用热仿真软件直接建模,例如,可以使用ANSYS Icepak,MENTOR FloTHERM,FloEFD,STAR CCM+等软件进行建模工作。具体地,所述电池单体模型的建立方法,在实际应用中通过什么软件来建立,具体需要获取除上述以外的其他机柜参数,可根据实际需要进行设置,不需要拘泥于本发明实施例的限定。
请参见图3,图3是本发明实施例提供的一种电池单体模型的结构图示意图,所述电池单体模型包括但不限于:空调、电池包、储能变流器、风扇、导流板、挡板等部件。具体地,在本发明实施例中,获取所述电化学储能机柜内的空调、电池包、储能变流器、风扇、导流板、挡板等部件的几何尺寸、几何形状、性能参数等机柜参数,并根据这些机柜参数建立所述电池单体模型。也即是,所述电池单体模型的物性参数包括但不限于:所述空调、所述电池包、所述储能变流器、所述风扇、所述导流板、所述挡板等部件的几何尺寸、几何形状、各结构的性能参数等机柜参数。具体地,所述性能参数包括但不限于:空调的制冷量、电池包的内阻值、储能变流器的额定功率和效率值。
在本实施例中,所述电池单体模型包含了所述电化学储能机柜内大部分部件的结构特征和参数特征。在一些实施例中,由于所述电化学储能机柜内的产热主体为电池,可以仅建立电池的详细模型,具体的,可以建立电池电化学模型与欧姆定律混合模型,该模型能够耦合计算出电池瞬态变化曲线,即热源(电池)功率随电池状态的变化情况,如热源功率随电池SOC的变化等。
步骤122:将所述电池单体模型简化为体热源模型。
所述将所述电池单体模型简化为体热源模型具体包括:保留并简化所述电化学储能机柜的几何尺寸和几何形状,保留并简化所述电化学储能机柜内空调进出风口的几何尺寸和几何形状,保留所述主要热源参数。在本步骤中,通过简化所述电池单体模型的方式减少耦合输出仿真值时的计算量,从而加快仿真分析速度。具体地,需要将所述电池单体模型的结构简化至所述电化学储能机柜整体、影响温升的主要热源和能够用于控温的空调等结构,以及保留并简化这些结构相应会影响到温升和温控的物性参数。
请参见图4,图4是本发明实施例提供的一种体热源模型的结构图示意图,所述体热源模型包括但不限于:简化后的所述主要热源、简化后的所述空调的进出风口的几何尺寸和形状,以及所述电化学储能机柜的尺寸和形状。具体地,在本发明实施例中,保留并简化所述电化学储能机柜的几何尺寸,简化所述电化学储能机柜的几何形状为长方体,将所述空调简化为所述空调的进风口和所述空调的出风口,简化所述空调的进出风口的几何尺寸和形状,简化所述主要热源的几何尺寸和形状,保留所述电池包的内阻值、所述储能变流器的额定功率和效率值。也即是,所述体热源模型的物性参数包括但不限于:所述简化后的电化学储能机柜的几何尺寸和形状、所述空调的进出风口的几何尺寸和形状、所述电池包的内阻值和几何尺寸、所述储能变流器的额定功率和效率值。
步骤130:根据所述机柜参数计算得到边界条件。
所述边界条件包括:空调的进出风口风速。所述根据所述机柜参数计算得到边界条件具体包括:根据所述空调的进出风口的空气流量和所述空调的进出风口的开口面积计算得到所述进出风口风速。其中,所述进出风口风速可以是一个固定值/均值,也可以是一个随时间变化的拟合关系式。其中,若所述进出口风速随时间变化不大或在一定范围内时,可以取一个均值;若所述进出口风速随时间变化较大时,可以拟合所述进出口风速随时间的变化关系式或表格,将变化关系或表格用于耦合计算。
具体地,在本发明实施例中,获取所述空调进出风口的空气流量(即空调内循环进出风口的风量),获取所述空调进出风口的开口面积(即空调进出风口的横截面积)。根据公式:V=Q/S即可计算得到进出风口风速,其中,V表示进出风口风速,Q表示空调进出风口的空气流量Q,S表示空调进出风口的开口面积。
在一些实施例中,还可以根据所述空调的制冷量拟合出所述空调的进出风口的开口面积和空气流量之间的关系式,根据该关系式计算出拟合的所述进出风口风速,对比验证拟合的所述进出风口风速和由实际数据计算获取的所述进出风口风速,并校正空调参数,进一步地,校正所述电池单体模型和所述体热源模型的物性参数。
步骤140:设置所述电化学储能机柜的温度场的环境参数。
具体地,在本发明实施例中,所述设置所述电化学储能机柜的温度场的环境参数具体包括:设置所述电化学储能机柜在实验环境下的环境参数,所述环境参数包括但不限于:环境温度。在本发明实施例中,限定了会影响到所述电化学储能机柜温升变化的只有机柜周围环境的温度,因此,此处用于模型和边界条件耦合计算的场为温度场,环境参数仅包括环境温度。在其他的一些实施例中,电化学储能机柜在实际环境的使用中可能还会受到机柜的外部风速、外部降水、地热等的影响,设置耦合场时,可以根据实际应用加入相应的环境参数,不需要拘泥于本发明实施例的限定。其中,获取环境参数的方式可以是通过各种传感器测量等方式,可以根据实际应用进行设定,不需要拘泥于本发明实施例的限定。
步骤150:将所述边界条件和所述环境参数耦合到所述体热源模型中,输出仿真值。
具体地,在本发明实施例中,将所述进出风口风速、所述简化后的电化学储能机柜的几何尺寸和形状、所述简化后的空调的进出风口的几何尺寸和形状、所述简化后的电池包的内阻值和几何尺寸、所述简化后的储能变流器的额定功率和效率值与所述环境参数进行耦合计算。首先,由所述电池包的内阻值耦合计算出电池包的生热功率,由所述储能变流器的额定功率和效率值耦合计算出热损耗,其中,所述热损耗=额定功率*(1-效率值)。接着,由所述空调的进出风口和所述电化学储能机柜的几何尺寸和形状、进出风口风速耦合计算出所述电化学储能机柜的温控信息。最后,由所述生热功率、热损耗和温控信息耦合仿真出所述电化学储能机柜的仿真值,所述仿真值具体为电池的温升值,即所述电化学储能机柜内电池包中温度随时间的变化关系。
在本发明实施例中,造成所述电化学储能机柜或者说造成所述电化学储能机柜内部电池包温升变化的主要原因是:主要热源本身的发热情况/热损耗情况,电化学储能机柜的温控情况/空调的温控情况,因此,本发明仅将热损耗和温控相关参数与温度场的环境参数进行耦合,计算得到仿真值。在其他的一些实施例中,电化学储能机柜或电池包温升情况可能不仅授予上述因素的影响,在必要时也可加入更多参数或减少相应参数进行耦合计算,不需要拘泥于本发明实施例的限定。
在本发明实施例中,由于主要的温控方式为空调散热,因此,耦合计算温控信息的变量为空调参数。在其他的一些实施例中,温控方式也可能是水冷器水冷散热,风扇分冷散热等方式,或者上述一种或多种温控方式的结合,采用这些温控方式时,需要将水冷器、风扇等散热装置的散热参数作为边界条件进行耦合计算,从而得到更精确的仿真值。
在本发明实施例中,请继续参见图1,所述电化学储能机柜热仿真方法还包括:
步骤160:将所述仿真值与实际测量值进行比对并校正所述电池单体模型的物性参数。
具体地,在本发明实施例中,所述实际测量值为实际采样的实际环境下电化学储能机柜的温升值,采样真实情况下多组温度随时间的数据,将该数据与仿真值进行对比验证,若偏差值大于一定阈值,则重新校正所述电池单体模型的物性参数,具体地,例如,调整电池包的内阻值(从而调整生热功率),或者调整电池包的结构尺寸;若偏差值在误差范围内,则完成仿真。
在实际应用中,可通过相应的温度传感器获取实际环境下电化学储能机柜的温度变化情况,从而采样电化学储能机柜或电池包温升的实际测量值,再将所述实际测量值与仿真值进行比较验证。用于采样的传感器可根据实际需要进行选择设置,不需要拘泥于本发明实施例的限定。
步骤170:根据校正后的所述电池单体模型的物性参数校正所述体热源模型并重新输出仿真值。
具体地,在本发明实施例中,校正所述电池单体模型的物性参数后,进一步地,对体热源模型的物性参数也进行校正,并重新耦合输出仿真值,将重新耦合还输出的仿真值与实际测量值再次进行对比验证,若偏差值大于一定阈值,则回到步骤160中重新校正所述电池单体模型的物性参数;若偏差值在误差范围内,则完成仿真,输出仿真值。
在实际的仿真装置或仿真计算机执行所述电化学储能机柜热仿真方法的过程中,具体执行流程为:首先,获取所述电化学储能机柜的机柜参数,该机柜参数需要至少包括所述电化学储能机柜的几何尺寸和形状、所述电化学储能机柜内各部件/各结构的几何尺寸和形状、主要热源参数和空调参数。其次,根据所述机柜参数建立相应的电池单体模型,该电池单体模型的物性参数至少包括所述机柜参数。接着,将所述电池单体模型简化为体热源模型,具体简化所述电化学储能机柜及所述电化学储能机柜内各部件的几何尺寸和形状,简化不会影响仿真值的仿真的电化学储能机柜内的部件。然后,根据所述机柜参数中的空调参数计算出边界条件。最后,将所述边界条件、环境参数和体热源模型进行耦合计算,得到仿真结果。
此外,执行完上述流程后,本发明实施例执行的电化学储能机柜热仿真方法还包括:将仿真结果/仿真值和实际测量值进行比对,根据比对结果校正电池单体模型和体热源模型的物性参数,并重新输出仿真值。其中,所述实际测量值为所述电化学储能机柜实际工作状态下的温升值。
本发明实施例中提供了一种电化学储能机柜热仿真方法;该方法在建立电池单体模型后,简化为体热源模型,与边界条件耦合到温度场中,输出仿真值,该方法不需要建立多个耦合模型,能够实现快速仿真,且该方法在获得仿真值后,与外场实际测量值进行对比验证,进一步校正电池单体模型的物性参数,从而使得仿真值更为精确。
实施例二
请参见图5,图5是本发明实施例提供的一种电化学储能机柜热仿真系统,该系统200包括但不限于:电化学储能机柜210,以及,能够获取所述电化学储能机柜210的机柜参数并进行热仿真的仿真装置220,其中,所述仿真装置220用于获取所述电化学储能机柜210的机柜参数并进行热仿真时,执行如上述实施例一所述的电化学储能机柜热仿真方法。
需要说明的是,由于本实施例中的所述仿真装置220能够执行的电化学储能机柜热仿真方法与实施例一提供的电化学储能机柜热仿真方法基于相同的发明构思,此处不再详述。
所述仿真装置220为一个微型计算机,用于设定各种参数、获取各种参数、存储各种参数、接收各种信息、处理各种信息以及发送各种信息和指令。所述仿真装置用于获取所述电化学储能机柜的机柜参数并进行热仿真。所述仿真装置220可以是带有一定存储空间的处理器,处理器至少需要能够建立模型并处理仿真信息,处理器的数据处理能力可以根据需求进行选择,不需要拘泥于本申请实施例的限定。
本申请实施例还提供了一种存储介质,所述存储介质存储有可执行指令,该可执行指令被一个或多个处理器执行,例如:被图4中的仿真装置220执行,可使得上述一个或多个处理器执行上述任意方法实施例一中的电化学储能机柜热仿真方法,进一步的,执行以上实施例一种描述的图1中的方法步骤110至170。
在实际的所述电化学储能机柜热仿真系统200执行如实施例一所述的电化学储能机柜热仿真方法的过程中,具体执行流程为:首先,仿真装置220通过各类传感器获取所述电化学储能机柜210的机柜参数,该机柜参数需要至少包括所述电化学储能机柜210的几何尺寸和形状、所述电化学储能机柜210内各部件/各结构的几何尺寸和形状、主要热源参数和空调参数。其次,仿真装置220根据所述机柜参数建立相应的电池单体模型,该电池单体模型的物性参数至少包括所述机柜参数。接着,仿真装置220将所述电池单体模型简化为体热源模型,具体简化所述电化学储能机柜210及所述电化学储能机柜内各部件的几何尺寸和形状,简化不会影响仿真值的仿真的电化学储能机柜210内的部件。然后,仿真装置220根据所述机柜参数中的空调参数计算出边界条件。最后,仿真装置220将所述边界条件、环境参数和体热源模型进行耦合计算,得到仿真结果。
此外,执行完上述流程后,本发明实施例的热仿真系统200还需要执行的电化学储能机柜热仿真方法包括:仿真装置220将仿真结果/仿真值和实际测量值进行比对,根据比对结果校正电池单体模型和体热源模型的物性参数,并重新输出仿真值。其中,实际测量值由仿真装置220通过各传感器获取所述电化学储能机柜210实际工作状态下的温升值。
本发明实施例中提供了一种电化学储能机柜热仿真系统;该系统能能够执行如实施例一所述的电化学储能机柜热仿真方法,该系统中能够通过采集电化学储能机柜的机柜参数,并且微处理器能够根据所述机柜参数进行建模仿真,该系统不需要建立多个耦合模型,能够实现快速仿真,且仿真值精确。
本发明实施例中提供了一种电化学储能机柜热仿真方法及系统;该方法在建立电池单体模型后,简化为体热源模型,与边界条件耦合到温度场中,输出仿真值,该方法不需要建立多个耦合模型,能够实现快速仿真,且该方法在获得仿真值后,与外场实际测量值进行对比验证,进一步校正电池单体模型的物性参数,从而使得仿真值更为精确。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;在本发明的思路下,以上实施例或不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合,并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化,为了简明,它们没有在细节中提供;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例中所记载的技术方案进行修改,或者对其中区域技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例中技术方案的范围。
Claims (6)
1.一种电化学储能机柜热仿真方法,其特征在于,包括:
获取所述电化学储能机柜的机柜参数;
根据所述机柜参数建立电池单体模型,其中,所述电池单体模型为包含所述电化学储能机柜内所有部件参数特征的模型;
将所述电池单体模型简化为体热源模型;
根据所述机柜参数计算得到边界条件;
设置所述电化学储能机柜的温度场的环境参数;
将所述边界条件和所述环境参数耦合到所述体热源模型中,输出仿真值;
其中,所述机柜参数包括:所述电化学储能机柜内各结构的几何尺寸、几何形状、空调参数和主要热源参数;
所述根据所述机柜参数建立电池单体模型具体包括:根据所述电化学储能机柜内各结构的几何尺寸、几何形状、空调参数和主要热源参数建立所述电池单体模型;
所述将所述电池单体模型简化为体热源模型具体包括:保留并简化所述电化学储能机柜的几何尺寸和几何形状,保留并简化所述电化学储能机柜内空调进出风口的几何尺寸和几何形状,保留并简化主要热源的几何尺寸和几何形状,保留所述主要热源参数;
所述边界条件包括:空调的进出风口风速;
所述根据所述机柜参数计算得到边界条件具体包括:根据所述空调的进出风口的空气流量和空调的进出风口的开口面积计算得到进出风口风速。
2.根据权利要求1所述的电化学储能机柜热仿真方法,其特征在于,所述方法还包括:
将所述仿真值与实际测量值进行比对并校正所述电池单体模型的物性参数;
根据校正后的所述电池单体模型的物性参数校正所述体热源模型并重新输出仿真值。
3.根据权利要求1所述的电化学储能机柜热仿真方法,其特征在于,所述主要热源包括:电池包和储能变流器。
4.根据权利要求1所述的电化学储能机柜热仿真方法,其特征在于,
所述主要热源参数包括:所述电池包的内阻值、所述电池包的几何尺寸、所述储能变流器的额定功率和所述储能变流器的效率值。
5.根据权利要求1所述的电化学储能机柜热仿真方法,其特征在于,
所述电化学储能机柜的空调参数包括:空调的进出风口的空气流量和空调的进出风口的开口面积。
6.一种电化学储能机柜热仿真系统,其特征在于,包括:
电化学储能机柜,以及,能够获取所述电化学储能机柜的机柜参数并进行热仿真的仿真装置,其中,
所述仿真装置用于获取所述电化学储能机柜的机柜参数并进行热仿真时,执行如权利要求1-5任一项所述的电化学储能机柜热仿真方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910260166.XA CN110110367B (zh) | 2019-04-02 | 2019-04-02 | 一种电化学储能机柜热仿真方法及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910260166.XA CN110110367B (zh) | 2019-04-02 | 2019-04-02 | 一种电化学储能机柜热仿真方法及系统 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110110367A CN110110367A (zh) | 2019-08-09 |
CN110110367B true CN110110367B (zh) | 2023-08-22 |
Family
ID=67484775
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910260166.XA Active CN110110367B (zh) | 2019-04-02 | 2019-04-02 | 一种电化学储能机柜热仿真方法及系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN110110367B (zh) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112199839A (zh) * | 2020-09-30 | 2021-01-08 | 恒大新能源汽车投资控股集团有限公司 | 一种车辆电池系统的温度分布处理方法、装置及设备 |
CN112417690B (zh) * | 2020-11-23 | 2024-03-19 | 广西电网有限责任公司电力科学研究院 | 通过环境温度场分布矫正热故障仿真的方法 |
CN112668147B (zh) * | 2020-12-04 | 2024-06-04 | 深圳市科陆电子科技股份有限公司 | 电池模组、电池簇、储能装置的仿真方法及系统 |
WO2024138603A1 (zh) * | 2022-12-30 | 2024-07-04 | 华为技术有限公司 | 一种空调性能测试方法、装置及系统 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN203261618U (zh) * | 2013-04-12 | 2013-10-30 | 天津瑞源电气有限公司 | 一种低温型风力发电机组主控柜的散热装置 |
CN103413013A (zh) * | 2013-09-10 | 2013-11-27 | 上海航天电源技术有限责任公司 | 一种锂离子电池组系统内电池单体的原位热仿真分析方法 |
CN104424374A (zh) * | 2013-09-05 | 2015-03-18 | 北汽福田汽车股份有限公司 | 电路板的热仿真模型的标定方法及系统 |
CN106354970A (zh) * | 2016-09-14 | 2017-01-25 | 郑州云海信息技术有限公司 | 一种热环境的分析方法及装置 |
CN106650134A (zh) * | 2016-12-28 | 2017-05-10 | 上海航天电源技术有限责任公司 | 一种锂离子电池系统热仿真方法 |
CN108369533A (zh) * | 2015-10-13 | 2018-08-03 | 施耐德电器工业公司 | 软件定义自动化系统的集中化管理 |
CN109145394A (zh) * | 2018-07-27 | 2019-01-04 | 北京新能源汽车股份有限公司 | 一种动力电池温度场的显示方法、装置及系统 |
CN109548368A (zh) * | 2018-11-23 | 2019-03-29 | 南京四象新能源科技有限公司 | 一种储能机柜及其控制方法 |
-
2019
- 2019-04-02 CN CN201910260166.XA patent/CN110110367B/zh active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN203261618U (zh) * | 2013-04-12 | 2013-10-30 | 天津瑞源电气有限公司 | 一种低温型风力发电机组主控柜的散热装置 |
CN104424374A (zh) * | 2013-09-05 | 2015-03-18 | 北汽福田汽车股份有限公司 | 电路板的热仿真模型的标定方法及系统 |
CN103413013A (zh) * | 2013-09-10 | 2013-11-27 | 上海航天电源技术有限责任公司 | 一种锂离子电池组系统内电池单体的原位热仿真分析方法 |
CN108369533A (zh) * | 2015-10-13 | 2018-08-03 | 施耐德电器工业公司 | 软件定义自动化系统的集中化管理 |
CN106354970A (zh) * | 2016-09-14 | 2017-01-25 | 郑州云海信息技术有限公司 | 一种热环境的分析方法及装置 |
CN106650134A (zh) * | 2016-12-28 | 2017-05-10 | 上海航天电源技术有限责任公司 | 一种锂离子电池系统热仿真方法 |
CN109145394A (zh) * | 2018-07-27 | 2019-01-04 | 北京新能源汽车股份有限公司 | 一种动力电池温度场的显示方法、装置及系统 |
CN109548368A (zh) * | 2018-11-23 | 2019-03-29 | 南京四象新能源科技有限公司 | 一种储能机柜及其控制方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
《混合动力重型车动力电池热管理研究》;谷风;《工程科技Ⅱ辑》;20170915(第09期);正文第15-46页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN110110367A (zh) | 2019-08-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110110367B (zh) | 一种电化学储能机柜热仿真方法及系统 | |
CN110532600A (zh) | 一种动力电池热管理系统及方法 | |
CN107134604A (zh) | 一种基于工况特性的动力电池热管理方法 | |
CN102508167B (zh) | 一种电池管理系统自动测试、自动标定参数的装置和方法 | |
CN111814261A (zh) | 整车冷却特性数据确定方法、装置、设备及可存储介质 | |
CN111125909B (zh) | 一种一维汽车热管理模型的自动化标定方法 | |
CN111090955B (zh) | 一种利用3d和1d耦合标定的电池包一维热模型建模方法 | |
CN112861302A (zh) | 一种动力电池热管理仿真方法、装置及存储介质 | |
CN113794254B (zh) | 一种热管理策略配置方法、装置、计算机设备和存储介质 | |
CN112818535B (zh) | 建立电热仿真模型及获得电热仿真值的方法和装置 | |
CN117117397B (zh) | 电池热管理模拟方法、装置、系统及存储介质 | |
CN116626469A (zh) | 液冷测试系统及液冷测试方法 | |
CN113158589B (zh) | 一种电池管理系统的仿真模型校准方法以及装置 | |
CN115081161A (zh) | 一种动力电池系统的温度分析方法、装置、设备及介质 | |
CN117826615A (zh) | 一种电动汽车动力电池的冷却液控制参数的确定方法 | |
CN114491909A (zh) | 电池储能系统的建模、仿真方法、装置、设备、存储介质 | |
CN116774056A (zh) | 评估电池的充电时间的方法、系统及计算机可读存储介质 | |
CN115033988A (zh) | 一种动力总成温度估算方法、装置、整车控制器及介质 | |
CN113722926A (zh) | 一种方形锂电池电热耦合建模误差源分析方法 | |
CN115195521A (zh) | 一种充电剩余时间估算方法、装置及终端 | |
CN115276480A (zh) | 永磁同步电机的扭矩补偿方法及装置、车辆 | |
CN107117047B (zh) | 新能源汽车的储能单元热容的标定方法及标定系统 | |
CN113310715B (zh) | 一种风机非额定频率下空冷凝汽器的性能测算方法及装置 | |
CN117288274A (zh) | 整车风量的计算方法、装置和电子设备 | |
CN117112971B (zh) | 一种温度曲线生成方法、装置、电子设备及存储介质 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A Thermal Simulation Method and System for Electrochemical Energy Storage Cabinet Granted publication date: 20230822 Pledgee: Bank of Nanjing Co.,Ltd. Jiangning sub branch Pledgor: NANJING SIXIANG NEW ENERGY TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2024980005482 |
|
PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |