CN115081161A - 一种动力电池系统的温度分析方法、装置、设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种动力电池系统的温度分析方法、装置、设备及介质，通过获取动力电池系统的冷媒直冷系统的冷却板的入口处的冷媒状态参数，并基于预设的所述动力电池系统的几何模型和传热模型，建立所述动力电池系统的热分析模型，然后根据所述冷媒状态参数设置所述热分析模型的边界条件，得到设置后的动力电池系统的热分析模型，最后对所述设置后的动力电池系统的热分析模型进行热仿真分析，得到所述动力电池系统的温度分析结果。通过采用本发明的实施例，能够高效准确地获得采用冷媒直冷技术的动力电池系统的温度分析结果，从而为新能源汽车动力电池冷媒直冷热管理系统的设计开发及优化提供科学准确的理论指导依据。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车领域，尤其涉及一种动力电池系统的温度分析方法、装置、设备及介质。
背景技术
随着汽车工业技术不断变革，新能源电动车在能量效率、节能环保领域占据明显优势，已成为国家汽车工业技术发展的主要方向。而动力电池是新能源电动汽车核心动力装置，在电动车技术领域占据重要战略位置。目前，新能源电动车大多采用锂离子动力电池，而在锂离子动力电池使用和存储过程中，电池热特性对电池功率性能、循环寿命、电池热安全具有重要影响。因此，致力于研发高效可靠、低成本的动力电池热管理技术已成为新能源电动汽车产业发展进程中的关键技术之一。
动力电池冷媒直冷技术是一种新型高效的动力电池热管理技术，其充分利用电动车空调系统制冷剂以直接冷却动力电池，以获得良好的冷却性能，相对于成熟的动力电池液冷技术，新型的动力电池冷媒直冷技术不仅具有更高的冷却性能，而且占据低成本优势，已成为新能源汽车动力电池热管理技术重要发展方向，但是，对于采用冷媒直冷技术的动力电池系统，目前还没有一种温度分析方法能够获得准确的温度分析结果，导致无法为新能源汽车动力电池冷媒直冷热管理系统的设计开发及优化提供参考依据。
发明内容
本发明实施例提供一种动力电池系统的温度分析方法、装置、设备及介质，能够高效准确地获得采用冷媒直冷技术的动力电池系统的温度分析结果。
为实现上述目的，本发明实施例提供了一种动力电池系统的温度分析方法，所述动力电池系统包括冷媒直冷系统和置于所述冷媒直冷系统的冷却板上的电池包，包括以下步骤：
获取所述冷媒直冷系统的冷却板的入口处的冷媒状态参数；
基于预设的所述动力电池系统的几何模型和传热模型，建立所述动力电池系统的热分析模型；
根据所述冷媒状态参数设置所述热分析模型的边界条件，得到设置后的动力电池系统的热分析模型；
对所述设置后的动力电池系统的热分析模型进行热仿真分析，得到所述动力电池系统的温度分析结果。
进一步的，所述动力电池系统还包括加热膜，所述加热膜置于所述冷却板的上方；
则所述温度分析结果包括所述电池包的温度与所述动力电池系统的工作时间之间的对应关系，所述冷却板的温度与所述动力电池系统的工作时长之间的对应关系，以及所述加热膜的温度与所述动力电池系统的工作时长之间的对应关系。
进一步的，所述获取所述冷媒直冷系统的冷却板的入口处的冷媒状态参数，具体包括：
建立所述动力电池系统的冷媒直冷一维系统模型；其中，所述冷媒直冷一维系统模型由所述电池包的电热耦合生热模型、汽车空调系统的模型和所述冷媒直冷系统的模型组成；
根据预先获取的实车实验数据，对所述冷媒直冷一维系统模型进行标定，得到标定后的冷媒直冷一维系统模型；
基于所述标定后的冷媒直冷一维系统模型，根据预设的实车工况对所述冷媒直冷系统的冷却板的入口处的冷媒状态进行分析，得到所述冷媒直冷系统的冷却板的入口处的冷媒状态参数。
进一步的，所述基于预设的所述动力电池系统的几何模型和传热模型，建立所述动力电池系统的热分析模型，具体包括：
对预设的所述动力电池系统的几何模型进行网格划分，得到网格划分后的几何模型；
对所述网格划分后的几何模型中的各零部件赋予材料属性，得到所述动力电池系统的有限体积模型；
根据预设的所述动力电池系统的传热模型对所述动力电池系统的有限体积模型进行设置，得到所述动力电池系统的热分析模型。
进一步的，所述动力电池系统的传热模型包括气相和液相的连续方程、气相和液相的动量方程、气相和液相的能量方程以及气相和液相之间的传热方程。
进一步的，所述气相和液相之间的传热方程包括单相对流传热方程、淬火传热方程、相变传热方程和壁面传热方程；
所述单相对流传热方程具体为：
qC＝hc(Tw-Tl)(1-Ab)；
所述淬火传热方程具体为：
qQ＝AbhQ(Tw-Tl)；
所述相变传热方程具体为：
qE＝mwHLG；
所述壁面传热方程具体为：
QW＝qC+qQ+qE；
其中，qC为单相对流传热量，qQ为淬火热流量，qE为蒸发热流量，QW为壁面传热量，hc为对流换热系数，Tw为壁面温度，Tl为液态温度，Ab为气泡影响因子，hQ为淬火传热换热系数，HLG为气液两相焓差，mw为质量流量。
进一步的，所述质量流量mw通过以下公式计算得到：
所述气泡影响因子Ab通过以下公式计算得到：
所述气泡脱离直径dw通过以下公式计算得到：
所述气泡脱离频率f通过以下公式计算得到：
所述汽化核心密度N通过以下公式计算得到：
其中，ρG为气态冷媒密度，dw为气泡脱离直径，f为气泡脱离频率，N为汽化核心密度，a为影响因子常数，dref为气泡的参考直径，Tsat为饱和温度，TL为液态温度，Tredf为气泡的参考直径，g为重力加速度，ρL为液态冷媒密度，CD为拽力系数，Nref为参考汽化核心密度，Tw为壁面温度，ΔTrefN为参考温度，P为指数系数。
本发明另一实施例对应提供了一种动力电池系统的温度分析装置，所述动力电池系统包括冷媒直冷系统和置于所述冷媒直冷系统的冷却板上的电池包，所述装置包括：
参数获取模块，用于获取所述冷媒直冷系统的冷却板的入口处的冷媒状态参数；
模型建立模块，用于基于预设的所述动力电池系统的几何模型和传热模型，建立所述动力电池系统的热分析模型；
模型设置模块，用于根据所述冷媒状态参数设置所述热分析模型的边界条件，得到设置后的动力电池系统的热分析模型；
温度分析模块，用于对所述设置后的动力电池系统的热分析模型进行热仿真分析，得到所述动力电池系统的温度分析结果。
本发明另一实施例提供了一种终端设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述发明实施例所述的动力电池系统的温度分析方法。
本发明另一实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行上述发明实施例所述的动力电池系统的温度分析方法。
与现有技术相比，本发明实施例公开的一种动力电池系统的温度分析方法、装置、设备及介质，通过获取所述冷媒直冷系统的冷却板的入口处的冷媒状态参数，并基于预设的所述动力电池系统的几何模型和传热模型，建立所述动力电池系统的热分析模型，然后根据所述冷媒状态参数设置所述热分析模型的边界条件，得到设置后的动力电池系统的热分析模型，最后对所述设置后的动力电池系统的热分析模型进行热仿真分析，得到所述动力电池系统的温度分析结果。采用本发明的实施例，能够高效准确地获得采用冷媒直冷技术的动力电池系统的温度分析结果，从而为新能源汽车动力电池冷媒直冷热管理系统的设计开发及优化提供科学准确的理论指导依据，这样能够有效缩短动力电池冷媒直冷热管理系统的设计开发及优化的周期并节约项目开发成本。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种动力电池系统的温度分析方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的一种动力电池系统的温度分析方法的电池包的温度场分布示意图；
图3是本发明实施例提供的一种动力电池系统的结构示意图；
图4是采用本发明实施例提供的动力电池系统的温度分析方法得到的温度分析结果与实测温度分析结果的对比示意图；
图5是本发明实施例提供的一种动力电池系统的温度分析方法的冷媒直冷一维系统模型的组成示意图；
图6是本发明实施例提供的一种动力电池系统的温度分析装置的结构示意图；
图7是本发明实施例提供的一种终端设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1，是本发明实施例提供的一种动力电池系统的温度分析方法的流程示意图。
本实施例提供的温度分析方法应用于包括冷媒直冷系统和电池包的动力电池系统，所述冷媒直冷系统与整车空调系统相连接，所述冷媒直冷系统包括冷却板，所述电池包置于所述冷却板上。所述方法包括步骤S1至步骤S4：
S1、获取所述冷媒直冷系统的冷却板的入口处的冷媒状态参数。
需要说明的是，所述冷媒直冷系统的具体结构及制冷原理属于现有技术，在此不再赘述。
示例性地，所述冷媒状态参数包括但不限于冷媒的流量、压力和干度，在具体实施时，可以是通过实验来测量得到所述冷媒状态参数，也可以是通过仿真来得到所述冷媒状态参数，在此不做限定。
S2、基于预设的所述动力电池系统的几何模型和传热模型，建立所述动力电池系统的热分析模型。
S3、根据所述冷媒状态参数设置所述热分析模型的边界条件，得到设置后的动力电池系统的热分析模型。
S4、对所述设置后的动力电池系统的热分析模型进行热仿真分析，得到所述动力电池系统的温度分析结果。
示例性地，如图2所示，所述动力电池系统的温度分析结果可以是包括电池包的温度分布。
作为其中一个可选的实施方式，所述温度分析结果可以是包括所述电池包的温度与所述动力电池系统的工作时间之间的对应关系以及所述冷却板的温度与所述动力电池系统的工作时长之间的对应关系。
本发明实施例提供一种动力电池系统的温度分析方法，通过获取所述冷媒直冷系统的冷却板的入口处的冷媒状态参数，并基于预设的所述动力电池系统的几何模型和传热模型，建立所述动力电池系统的热分析模型，然后根据所述冷媒状态参数设置所述热分析模型的边界条件，得到设置后的动力电池系统的热分析模型，最后对所述设置后的动力电池系统的热分析模型进行热仿真分析，得到所述动力电池系统的温度分析结果。通过采用本发明的实施例，能够高效准确地获得采用冷媒直冷技术的动力电池系统的温度分析结果，从而为新能源汽车动力电池冷媒直冷热管理系统的设计开发及优化提供科学准确的理论指导依据，这样能够有效缩短动力电池冷媒直冷热管理系统的设计开发及优化的周期并节约项目开发成本。
进一步的，所述动力电池系统还包括加热膜，所述加热膜置于所述冷却板的上方。参见图3，是本发明实施例提供的一种动力电池系统的结构示意图，其中，所述电池包包括电池端板1和电芯2，所述电芯2的下方分别是导热垫3、加热膜4和冷却板5。
则所述温度分析结果包括所述电池包的温度与所述动力电池系统的工作时间之间的对应关系，所述冷却板的温度与所述动力电池系统的工作时长之间的对应关系，以及所述加热膜的温度与所述动力电池系统的工作时长之间的对应关系。
其中，所述加热膜通过继电器与电池包连接。
示例性地，参见图4，图4是采用本发明实施例提供的动力电池系统的温度分析方法得到的温度分析结果与实测温度分析结果的对比示意图，其中，曲线01为通过实验测试得到的电池包的最高温度与动力电池系统的工作时间之间的对应关系，曲线04为通过实施本实施例得到的电池包的最高温度与动力电池系统的工作时间之间的对应关系，曲线02为通过实验测试得到的加热膜的温度与动力电池系统的工作时长之间的对应关系，曲线05为通过实施本实施例得到的加热膜的温度与动力电池系统的工作时长之间的对应关系，曲线03为通过实验测试得到的冷却板的温度与动力电池系统的工作时长之间的对应关系，曲线06为通过实施本实施例得到的冷却板的温度与动力电池系统的工作时长之间的对应关系。
从图4中可以看出，采用本发明实施例所得出的温度预测结果与实测值吻合良好，因此本发明实施例提供的动力电池系统的温度分析方法，具有较高的准确度，从而能够更加准确地为动力电池冷媒直冷的热管理技术的开发提供更为科学的理论指导依据。
进一步的，步骤S1具体包括：
S11、建立所述动力电池系统的冷媒直冷一维系统模型；其中，所述冷媒直冷一维系统模型由所述电池包的电热耦合生热模型、汽车空调系统的模型和所述冷媒直冷系统的模型组成；
S12、根据预先获取的实车实验数据，对所述冷媒直冷一维系统模型进行标定，得到标定后的冷媒直冷一维系统模型；
S13、基于所述标定后的冷媒直冷一维系统模型，根据预设的实车工况对所述冷媒直冷系统的冷却板的入口处的冷媒状态进行分析，得到所述冷媒直冷系统的冷却板的入口处的冷媒状态参数。
示例性地，所述电池包的电热耦合生热模型采用Bernadi电热模型，表达式具体为：
其中，Q为电池包的产热量，I为电流，E为电池包的开路电压，U为电池包的端电压，T为电池包的温度，R为电池包的直流内阻。电池包的直流内阻采用HPPC(Hybrid PulsePower Characteristic混合动力脉冲能力特性)测试方法，以获得电池包在不同SOC(System on Chip，芯片级系统)和不同温度条件下的直流内阻，并通过查表方法获得电池包在不同温度和不同电池SOC状态下的电池产热量。
在一个具体的实施方式中，如图5所示，所述汽车空调系统的模型包括气液分离器、空调压缩机、整车冷凝器、第一电子膨胀阀和空调蒸发器。其中，所述气液分离器的出口与所述空调压缩机的入口连接，所述空调压缩机的出口与所述整车冷凝器的入口连接，所述整车冷凝器的出口与所述第一电子膨胀阀的入口连接，所述第一电子膨胀阀的出口与所述空调蒸发器的入口连接，所述空调蒸发器的出口与所述气液分离器的入口连接。
需要说明的是，所述汽车空调系统的模型可以采用预设软件分别建立气液分离器、空调压缩机、整车冷凝器、第一电子膨胀阀和空调蒸发器的模型，特别地，上述模型均需要采用实验数据进行单独标定，例如，换热器冷凝器和空调蒸发器需要标定风侧和冷媒侧换热量，以确保数学模型的准确性。由于上述每一个模型的标定过程均为现有技术，此处就不做详细展开说明。
示例性地，所述预设软件可以为Matlab simulink或Amesim等商业模块化软件。
所述冷媒直冷系统的模型包括第二电子膨胀阀和冷却板。其中，所述第二电子膨胀阀的入口与所述整车冷凝器的出口连接，所述第二电子膨胀阀的出口与所述冷却板的入口连接，所述冷却板的出口与所述气液分离器的入口连接。
具体地，冷媒直冷系统的模型的标定方法，采用与汽车空调系统的模型相同的方法。
示例性地，针对建立的冷媒直冷一维模型，根据预先获取的实车实验数据，一般是指根据整车夏标环模实验数据，对该模型进行标定，对于直冷系统，通常需要根据电池动态电流、电压、SOC、DCR和电池充发电功率来计算电池包的产热量，空调蒸发器和冷凝器则需要根据环模实验边界条件，来进行换热量的标定。另外，标定参数需要校对系统高低压力、空调蒸发器和冷凝气温度，使得以上数值仿真参数与实测值吻合，以验证所建立的冷媒直冷一维系统模型的可靠性，模型验证的具体方法包括蒸发器和冷凝器的换热量标定，从而使得实验换热量的仿真值相同，而压缩机则需要根据转速、进排气压力、容积效率和标定压缩机出口流量等进行验证。
值得说明是，动力电池冷媒直冷系统与整车空调系统呈强耦合关系，在实车行驶的过程中，冷媒状态参数与电池热负荷和乘员舱空调系统的热负荷紧密相关，因此，如何准确获得在实车行驶状态下，进入冷媒直冷系统的实时冷媒状态参数，从而作为动力电池系统的三维数值计算仿真提供准确的边界条件，是动力电池系统仿真需要解决的关键技术问题。本实施例根据实车实验数据，通过对冷媒直冷一维系统模型进行标定，以获得实车运行工况下冷媒直冷系统的冷却板入口处的冷媒状态参数，从而为动力电池系统的三维数值计算仿真提供准确的边界条件，从而提高三维仿真数值计算的准确度。
进一步的，步骤S2具体包括：
对预设的所述动力电池系统的几何模型进行网格划分，得到网格划分后的几何模型；
对所述网格划分后的几何模型中的各零部件赋予材料属性，得到所述动力电池系统的有限体积模型；
根据预设的所述动力电池系统的传热模型对所述动力电池系统的有限体积模型进行设置，得到所述动力电池系统的热分析模型。
需要说明的是，所述动力电池系统的几何模型具体是通过以下方式获取的：
建立所述动力电池系统的各零部件的几何模型；
根据预先获取的所述动力电池系统的各零部件间的配合关系，对所述动力电池系统的各零部件的几何模型进行装配，得到所述动力电池系统的几何模型。
值得说明的是，在本实施例中，通过对预设的所述动力电池系统的几何模型进行网格划分，再对所述网格划分后的几何模型中的各零部件赋予材料属性，以得到所述动力电池系统的有限体积模型，然后根据预设的所述动力电池系统的传热模型对所述动力电池系统的有限体积模型进行设置，能够得到准确的所述动力电池系统的热分析模型，有利于获得较为准确的动力电池系统的温度分析结果。
进一步的，所述动力电池系统的传热模型包括气相和液相的连续方程、气相和液相的动量方程、气相和液相的能量方程以及气相和液相之间的传热方程。
其中，气相连续方程具体为：
液相连续方程具体为：
气相动量方程具体为：
液相动量方程具体为：
气相传热方程具体为：
液相传热方程具体为：
其中，下标v代表气相，下标l代表液相，α为气相或液相的体积分数，，ρ为液相或者气相的密度，v为气相或者液相的速度矢量，H为气相或者液相焓，m为气相后者液相的质量，S为气相或者液相的质量源项，其中，上述变量根据下标的不同，决定是气相还是液相，例如αv为气相的体积分数，αl为液相的体积分数。
进一步的，所述气相和液相之间的传热方程包括单相对流传热方程、淬火传热方程、相变传热方程和壁面传热方程；
所述单相对流传热方程具体为：
qC＝hc(Tw-Tl)(1-Ab)
所述淬火传热方程具体为：
qQ＝AbhQ(Tw-Tl)
所述相变传热方程具体为：
qE＝mwHLG
所述壁面传热方程具体为：
QW＝qC+qQ+qE
其中，qC为单相对流传热量，qQ为淬火热流量，qE为蒸发热流量，QW为壁面传热量，hc为对流换热系数，Tw为壁面温度，Tl为液态温度，Ab为气泡影响因子，hQ为淬火传热换热系数，HLG为气液两相焓差，mw为质量流量。
进一步的，所述质量流量mw通过以下公式计算得到：
所述气泡影响因子Ab通过以下公式计算得到：
所述气泡脱离直径dw通过以下公式计算得到：
所述气泡脱离频率f通过以下公式计算得到：
所述汽化核心密度N通过以下公式计算得到：
其中，ρG为气态冷媒密度，dw为气泡脱离直径，f为气泡脱离频率，N为汽化核心密度，a为影响因子常数，dref为气泡的参考直径，Tsat为饱和温度，TL为液态温度，Tredf为气泡的参考直径，g为重力加速度，ρL为液态冷媒密度，CD为拽力系数，Nref为参考汽化核心密度，Tw为壁面温度，ΔTrefN为参考温度，P为指数系数。
需要说明的是，为了使上述动力电池系统的传热模型的方程能够封闭，引入气泡影响因子Ab、气泡脱离直径dw、气泡脱离频率f和汽化核心密度N这四个关键变量。由于这四个关键参数会影响数值计算模型的预测精度，具体地，会影响到流体避免的传热量，因此，需要对上述四个参数进行参数敏感性给分析，然后根据参数的敏感性，结合电池包的温度以及冷却板的温度分析结果，合理选择上述参数的合理参数取值。
值得说明的是，在计算流体动力学领域，目前还没有完善的数学物理模型可以准确地模拟气液两相沸腾传热的全过程。本实施例以冷媒直冷一维系统模型的冷媒状态参数作为三维数值计算的边界条件，通过冷媒直冷一维系统模型和三维数学物理模型的联合仿真，建立完善的数学物理模型，并通过实验数据对模型参数进行标定，以获得模型良好的预测精度和计算效率，从而准确地预测动力电池冷媒直冷的气液两相流沸腾传热物理过程，获得较为准确的动力电池系统的温度分析结果，从而能够更加准确的为动力电池冷媒直冷的热管理技术的开发提供更为科学的理论指导依据，进一步缩短项目设计开发周期、节约项目开发成本。
参见图6，是本发明实施例提供的一种动力电池系统的温度分析装置的结构示意图，所述动力电池系统包括冷媒直冷系统和置于所述冷媒直冷系统的冷却板上的电池包，所述装置包括：
参数获取模块61，用于获取所述冷媒直冷系统的冷却板的入口处的冷媒状态参数；
模型建立模块62，用于基于预设的所述动力电池系统的几何模型和传热模型，建立所述动力电池系统的热分析模型；
模型设置模块63，用于根据所述冷媒状态参数设置所述热分析模型的边界条件，得到设置后的动力电池系统的热分析模型；
温度分析模块64，用于对所述设置后的动力电池系统的热分析模型进行热仿真分析，得到所述动力电池系统的温度分析结果。
与现有技术相比，本发明实施例公开的一种动力电池系统的温度分析装置，首先通过参数获取模块61获取所述冷媒直冷系统的冷却板的入口处的冷媒状态参数，再通过模型建立模块62建立所述动力电池系统的热分析模型，然后通过模型设置模块63得到设置后的动力电池系统的热分析模型，最后通过温度分析模块64得到所述动力电池系统的温度分析结果，从而能够高效准确地获得采用冷媒直冷技术的动力电池系统的温度分析结果，从而为新能源汽车动力电池冷媒直冷热管理系统的设计开发及优化提供科学准确的理论指导依据，这样能够有效缩短动力电池冷媒直冷热管理系统的设计开发及优化的周期并节约项目开发成本。
参见图7，是本发明实施例提供的一种终端设备的结构示意图。该实施例的终端设备7包括：处理器70、存储器71以及存储在所述存储器71中并可在所述处理器70上运行的计算机程序。所述处理器70执行所述计算机程序时实现上述各个动力电池系统的温度分析方法实施例中的步骤。或者，所述处理器70执行所述计算机程序时实现上述各装置实施例中各模块的功能。
示例性的，所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块，所述一个或者多个模块被存储在所述存储器71中，并由所述处理器70执行，以完成本发明。所述一个或多个模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述终端设备7中的执行过程。
所述终端设备7可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端设备7可包括，但不仅限于，处理器70、存储器71。本领域技术人员可以理解，所述示意图仅仅是终端设备的示例，并不构成对终端设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端设备7还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器70可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器70是所述终端设备7的控制中心，利用各种接口和线路连接整个终端设备7的各个部分。
所述存储器71可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器70通过运行或执行存储在所述存储器71内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器71内的数据，实现所述终端设备7的各种功能。所述存储器71可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器71可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
其中，所述终端设备7集成的模块如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器70执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如上述所述的动力电池系统的温度分析方法。
综上所述，本发明实施例公开的一种动力电池系统的温度分析方法、装置、设备及介质，通过获取所述冷媒直冷系统的冷却板的入口处的冷媒状态参数，并基于预设的所述动力电池系统的几何模型和传热模型，建立所述动力电池系统的热分析模型，然后根据所述冷媒状态参数设置所述热分析模型的边界条件，得到设置后的动力电池系统的热分析模型，最后对所述设置后的动力电池系统的热分析模型进行热仿真分析，得到所述动力电池系统的温度分析结果。通过采用本发明的实施例，能够获得较为准确的动力电池系统的温度分析结果，从而能够更加准确的为动力电池冷媒直冷的热管理技术的开发提供更为科学的理论指导依据，进一步缩短项目设计开发周期、节约项目开发成本。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种动力电池系统的温度分析方法，其特征在于，所述动力电池系统包括冷媒直冷系统和置于所述冷媒直冷系统的冷却板上的电池包，包括以下步骤：
获取所述冷媒直冷系统的冷却板的入口处的冷媒状态参数；
基于预设的所述动力电池系统的几何模型和传热模型，建立所述动力电池系统的热分析模型；
根据所述冷媒状态参数设置所述热分析模型的边界条件，得到设置后的动力电池系统的热分析模型；
对所述设置后的动力电池系统的热分析模型进行热仿真分析，得到所述动力电池系统的温度分析结果。
2.根据权利要求1所述的动力电池系统的温度分析方法，其特征在于，所述动力电池系统还包括加热膜，所述加热膜置于所述冷却板的上方；
则所述温度分析结果包括所述电池包的温度与所述动力电池系统的工作时间之间的对应关系，所述冷却板的温度与所述动力电池系统的工作时长之间的对应关系，以及所述加热膜的温度与所述动力电池系统的工作时长之间的对应关系。
3.根据权利要求1所述的动力电池系统的温度分析方法，其特征在于，所述获取所述冷媒直冷系统的冷却板的入口处的冷媒状态参数，具体包括：
建立所述动力电池系统的冷媒直冷一维系统模型；其中，所述冷媒直冷一维系统模型由所述电池包的电热耦合生热模型、汽车空调系统的模型和所述冷媒直冷系统的模型组成；
根据预先获取的实车实验数据，对所述冷媒直冷一维系统模型进行标定，得到标定后的冷媒直冷一维系统模型；
基于所述标定后的冷媒直冷一维系统模型，根据预设的实车工况对所述冷媒直冷系统的冷却板的入口处的冷媒状态进行分析，得到所述冷媒直冷系统的冷却板的入口处的冷媒状态参数。
4.根据权利要求1所述的动力电池系统的温度分析方法，其特征在于，所述基于预设的所述动力电池系统的几何模型和传热模型，建立所述动力电池系统的热分析模型，具体包括：
对预设的所述动力电池系统的几何模型进行网格划分，得到网格划分后的几何模型；
对所述网格划分后的几何模型中的各零部件赋予材料属性，得到所述动力电池系统的有限体积模型；
根据预设的所述动力电池系统的传热模型对所述动力电池系统的有限体积模型进行设置，得到所述动力电池系统的热分析模型。
5.根据权利要求1所述的动力电池系统的温度分析方法，其特征在于，所述动力电池系统的传热模型包括气相和液相的连续方程、气相和液相的动量方程、气相和液相的能量方程以及气相和液相之间的传热方程。
6.根据权利要求5所述的动力电池系统的温度分析方法，其特征在于，所述气相和液相之间的传热方程包括单相对流传热方程、淬火传热方程、相变传热方程和壁面传热方程；
所述单相对流传热方程具体为：
qC＝hc(Tw-Tl)(1-Ab)；
所述淬火传热方程具体为：
qQ＝AbhQ(Tw-Tl)；
所述相变传热方程具体为：
qE＝mwHLG；
所述壁面传热方程具体为：
QW＝qC+qQ+qE；
其中，qC为单相对流传热量，qQ为淬火热流量，qE为蒸发热流量，QW为壁面传热量，hc为对流换热系数，Tw为壁面温度，Tl为液态温度，Ab为气泡影响因子，hQ为淬火传热换热系数，HLG为气液两相焓差，mw为质量流量。
7.根据权利要求6所述的动力电池系统的温度分析方法，其特征在于，所述质量流量mw通过以下公式计算得到：
所述气泡影响因子Ab通过以下公式计算得到：
所述气泡脱离直径dw通过以下公式计算得到：
所述气泡脱离频率f通过以下公式计算得到：
所述汽化核心密度N通过以下公式计算得到：
其中，ρG为气态冷媒密度，dw为气泡脱离直径，f为气泡脱离频率，N为汽化核心密度，a为影响因子常数，dref为气泡的参考直径，Tsat为饱和温度，TL为液态温度，Tredf为气泡的参考直径，g为重力加速度，ρL为液态冷媒密度，CD为拽力系数，Nref为参考汽化核心密度，Tw为壁面温度，ΔTrefN为参考温度，P为指数系数。
8.一种动力电池系统的温度分析装置，其特征在于，所述动力电池系统包括冷媒直冷系统和置于所述冷媒直冷系统的冷却板上的电池包，所述装置包括：
参数获取模块，用于获取所述冷媒直冷系统的冷却板的入口处的冷媒状态参数；
模型建立模块，用于基于预设的所述动力电池系统的几何模型和传热模型，建立所述动力电池系统的热分析模型；
模型设置模块，用于根据所述冷媒状态参数设置所述热分析模型的边界条件，得到设置后的动力电池系统的热分析模型；
温度分析模块，用于对所述设置后的动力电池系统的热分析模型进行热仿真分析，得到所述动力电池系统的温度分析结果。
9.一种终端设备，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7中任意一项所述的动力电池系统的温度分析方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权利要求1至7中任意一项所述的动力电池系统的温度分析方法。
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