CN116973670A - 电动汽车热管理测试方法、设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电动汽车热管理测试方法、设备及介质，测试方法包括：基于对现有电池电芯开展混合动力脉冲能力特性HPPC试验构建电池包一维电学模型；基于Bernardi模型构建电池包一维产热模型；基于影响因素与对流换热系数之间的关联式构建电池包一维散热模型；将所述电池包一维电学模型、所述电池包一维产热模型以及所述电池包一维散热模型嵌入至电动汽车热管理测试台架代替电池物理实体进行热管理测试。实现了在研发早期，电池系统的物理实体尚未生产出来之前，开展与电池系统相关的热管理测试的目的，从而提升相关产品、系统的开发效率、缩短开发周期。
Description
技术领域
本发明涉及热管理测试领域，尤其涉及一种电动汽车热管理测试方法、设备及介质。
背景技术
随着新能源汽车的飞速发展，新能源汽车相关产品的更新迭代速度也在迅速加快。车企为提升竞争力，通过各种先进技术，加快产品开发节奏，缩短开发周期。
目前，行业内已将在研发初期开展三电及热管理系统集成测试视为提升开发效率、缩短开发周期最为有效的方法。但在研发初期，各系统部件尚未成熟，部分部件空缺，无法开展三电及热管理系统集成测试，制约了车企研发提速。电池系统是新能源汽车的核心系统，其系统机理及结构复杂，开发难度大，开发周期长，其开发节奏严重拖沓了车辆总体的开发节点。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种电动汽车热管理测试方法、系统及介质，实现了在研发早期，电池系统的物理实体尚未生产出来之前，开展与电池系统相关的热管理测试的目的，从而提升相关产品、系统的开发效率、缩短开发周期。
本发明实施例提供了一种电动汽车热管理测试方法，该方法包括：
S1、基于对现有电池电芯开展混合动力脉冲能力特性HPPC试验所获得的试验结果以及RC等效电路模型，确定电池电芯一维电学模型，以及根据电池包内各电池电芯的串并联关系和所述电池电芯一维电学模型确定电池包一维电学模型；
S2、基于Bernardi模型构建电池电芯一维产热模型，以及根据电池电芯之间串并联关系和所述电池电芯一维产热模型，构建电池包一维产热模型；
S3、基于影响因素与对流换热系数之间的关联式构建电池包一维散热模型，所述影响因素包括冷却液流速、水冷板内水力直径、管路弯度及冷却液物性；
S4、将所述电池包一维电学模型、所述电池包一维产热模型以及所述电池包一维散热模型嵌入至电动汽车热管理测试台架代替电池物理实体进行热管理测试，其中，所述电池包一维电学模型接收电动汽车热管理测试台架中电驱动系统的物理实体所发出的请求电流，所述电池包一维电学模型的输出作为所述电池包一维产热模型的输入，所述电池包一维电学模型的输出包括电芯开路电压、电芯工作电流和电芯端电压；所述电池包一维产热模型的输入还包括电芯体积和一维散热模型反馈的电芯温度，所述电池包一维产热模型的输出作为所述电池包一维散热模型的输入，所述电池包一维产热模型的输出为电芯产热速率，所述电池包一维散热模型的输出包括电芯温度、散热速率和水冷板内冷却液出口温度，所述电池包一维散热模型的输入还包括各电池模组与水冷板的接触面积、水冷板内水力直径、水冷板管路弯度、熵系数、水冷板内冷却液入口温度以及水冷板内冷却液入口流量，其中，所述水冷板内冷却液入口温度以及水冷板内冷却液入口流量是通过所述电动汽车热管理测试台架上的传感器实时采集的，所述水冷板的物理实体设置在所述电动汽车热管理测试台架。
本发明实施例提供了一种电子设备，所述电子设备包括：
处理器和存储器；
所述处理器通过调用所述存储器存储的程序或指令，用于执行任一实施例所述的电动汽车热管理测试方法的步骤。
本发明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存储程序或指令，所述程序或指令使计算机执行任一实施例所述的电动汽车热管理测试方法的步骤。
本发明实施例提供的电动汽车热管理测试方法，首先构建了电池包的一维电学模型、一维产热模型、一维散热模型，然后将构建的一维电学模型、一维产热模型、一维散热模型嵌入到电动汽车热管理测试台架代替电池物理实体进行热管理测试，其中，所述电池包一维电学模型接收电动汽车热管理测试台架中电驱动系统的物理实体所发出的请求电流。实现了在研发早期，电池系统的物理实体尚未生产出来之前，开展与电池系统相关的热管理测试的目的，从而提升相关产品、系统的开发效率、缩短开发周期。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种电动汽车热管理测试方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的一种一维电学模型、一维产热模型以及一维散热模型之间的连接关系示意图；
图3为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例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做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。
本发明实施例提供的电动汽车热管理测试方法，具体是：首先构建电池包的一维电学模型、一维产热模型、一维散热模型，然后将构建的一维电学模型、一维产热模型、一维散热模型嵌入到电动汽车热管理测试台架代替电池物理实体进行热管理测试，从而实现了在研发早期，电池系统的物理实体尚未生产出来之前，开展与电池系统相关的热管理测试的目的，从而提升相关产品、系统的开发效率、缩短开发周期的目的。其中，电池包的数字模型搭建方法应从以下三方面考虑，第一，搭建的模型应具有良好的通用性。不同电池包内部结构、水冷板流道结构、电芯串并联方式千差万别；为使模型覆盖面广，模型搭建方法中应充分考虑模型的通用性。第二，模型计算的实时性；为满足台架测试良好实时性的要求，电池包的数字模型仅能为一维模型，一维模型具有计算量低、计算速度快、响应度快的特点；用于为电池散热的冷却液回路流速通常为10L/min~15L/min，冷却液在管路内循环一周的时间通常为1s~3s；因此，要求一维电池数字模型可接收来自管路中传感器实测的水温及流量数据，并在冷却液循环一周时间范围内计算出电池包的出水温度（即水冷板内冷却液出口温度）；模型应具有良好的实时性，单组输入计算时间要小于等于1秒钟，结果输出频率为1HZ。第三，搭建方法的可行性；用于设计研发的一维电池热模型的传统搭建方法中，由于部分参数未知或试验无法直接测得（如电芯与冷却液之间的对流换热系数），需要引人实体电池试验结果对仿真模型进行标定。但在开发初期，电池无实体部件，无法开展标定工作。因此，传统的一维电池热模型构建方法不适用于三电及热管理系统虚实结合测试中电池数字模型的构建，需要开发出一种可用于车型研发初期无需实体电池试验结果标定的一维电池数字模型的搭建方法。针对此，提出本发明实施例。
图1是本发明实施例提供的一种电动汽车热管理测试方法的流程示意图，该方法可由电动汽车热管理测试装置执行，该测试装置可通过软件和/或硬件的方式实现。所述方法包括如下步骤：
S1、基于对现有电池电芯开展混合动力脉冲能力特性HPPC试验所获得的试验结果以及RC等效电路模型，确定电池电芯一维电学模型，以及根据电池包内各电池电芯的串并联关系和所述电池电芯一维电学模型确定电池包一维电学模型。
示例性的，所述S1包括：
S11、对现有电池电芯开展HPPC试验，获得试验结果。
S12、基于试验结果获得不同温度、不同电池荷电状态下电池电芯的六个参数，所述六个参数分别是电芯开路电压OCV、欧姆极化内阻R0、电化学极化内阻R1、电化学极化电容C1、浓差极化内阻R2以及浓差极化电容C2。
S13、将不同电池荷电状态下电池电芯的六个参数输入到RC等效电路模型，获得电池电芯一维电学模型。
S14、通过所述电池电芯一维电学模型获得预设环境温度、预设工况的各时刻下的电池荷电状态及电芯端电压。
S15、在所述预设环境温度、所述预设工况下对现有电池电芯开展HPPC试验所获得的各时刻下的电池荷电状态及电芯端电压，与通过所述电池电芯一维电学模型获得的电池荷电状态及电芯端电压进行比对，以确定所述电池电芯一维电学模型的精度是否满足预设要求，若满足预设要求，则继续执行步骤S2，若不满足预设要求，则返回执行步骤S11。
示例性的，参考如表1、表2和表3所示的不同温度、不同电池荷电状态下电池电芯的六个参数的矩阵表。
表1
表2
表3
S2、基于Bernardi模型构建电池电芯一维产热模型，以及根据电池电芯之间串并联关系和所述电池电芯一维产热模型，构建电池包一维产热模型。
示例性的，所述S2包括：
S21、构建如下电池电芯一维产热模型：
其中，V表示电芯体积，单位是m3，U OCV表示电芯开路电压，单位为伏特V，U表示电芯端电压，单位为伏特V，T表示电芯温度，单位为K，I表示电芯工作电流，单位是A，为熵系数，单位是V/K，Q gen为电芯产热速率，Q dis为电芯散热速率。
在电芯一维产热模型中设置电芯体积、熵系数、电芯的平均密度以及电芯平均比热容，电芯一维产热模型与电芯一维电学模型及电芯一维散热模型连接，产热模型实时接收来自电学模型的电芯工作电流，电芯开路电压、电芯端电压以及散热模型反馈的电芯温度（即电芯的实时温度），以基于输入通过上述产热模型计算当前时刻的产热速率Q gen，并将产热速率输出给散热模型。
S22、开展电池电芯固定倍率充放电试验，并在电池电芯表面布置温度传感器，以检测试验过程中电芯温度，将通过检测得到的电芯温度与通过上述一维产热模型得到的电芯温度进行比对，以对所述一维产热模型的精准度进行验证，当所述一维产热模型的精准度符合要求时，继续执行所述根据电池电芯之间串并联关系和所述电池电芯一维产热模型，构建电池包一维产热模型的操作。
S3、基于影响因素与对流换热系数之间的关联式构建电池包一维散热模型，所述影响因素包括冷却液流速、水冷板内水力直径、管路弯度及冷却液物性。
示例性的，电池电芯的一维散热模型为：
其中，Q dis为电芯散热速率，A cell为电池模组与水冷板的接触面积，h为对流换热系数，T为电芯温度，T a为水冷板内冷却液入口温度，T b为水冷板内冷却液出口温度，ρ为电芯的平均密度，C p为电芯平均比热容，C w为水的比热容，M为水冷板内冷却液入口流量，Q gen为电芯产热速率，为电芯温度的升高量。
电池模组内包括多个电芯，电池模组与水冷板的接触面积也即电芯与水冷板的接触面积。
对流换热系数h通过所述影响因素与对流换热系数之间的关联式确定，所述影响因素为已知参数；
根据电池包的结构设计以及电池电芯的一维散热模型确定电池包的一维散热模型。具体的，根据电池包的结构设计（例如水冷板结构、导热胶的位置、支撑结构），搭建电池包内部结构一维散热模型，模型中包括导热胶、支撑结构及水冷板结构参数等。散热模型的输入设置包括模组数量、不同模组与水冷板的接触面积、接触热阻、水冷板流道结构参数(包括水冷板管路宽度、长度、弯度）及冷却液物性参数等。
示例性的，所述影响因素与对流换热系数之间的关联式通过如下方式确定：
构建电池包的三维仿真模型，其中，将电池包内的电池模组设置为固定产热功率的热源；通过所述三维仿真模型计算预设温度的冷却液以预设流速流入水冷板后，水冷板的出水温度，并将该出水温度与同工况的试验结果对比，以验证所述三维仿真模型的精准度，当所述三维仿真模型的精准度满足要求时，将影响因素的多组样本数据分别输入至所述三维仿真模型，获得与每组样本数据一一对应的对流换热系数，其中，影响因素的每组样本数据均包括冷却液流速、水冷板内水力直径、管路弯度及冷却液物性的数值；
根据每组样本数据以及与每组样本数据一一对应的对流换热系数构建所述影响因素与对流换热系数之间的关联式；
通过所述关联式确定目标组样本数据对应的对流换热系数，以及通过所述三维仿真模型确定目标组样本数据对应的对流换热系数，将该两个对流换热系数进行比对，以确定所述关联式的精准度；若所述关联式的精准度满足要求，则输出所述关联式，否则重新规划影响因素的样本数据，重新构建新的关联式。
S4、将所述电池包一维电学模型、所述电池包一维产热模型以及所述电池包一维散热模型嵌入至电动汽车热管理测试台架代替电池物理实体进行热管理测试。
其中，所述电池包一维电学模型接收电动汽车热管理测试台架中电驱动系统的物理实体所发出的请求电流，所述电池包一维电学模型的输出作为所述电池包一维产热模型的输入，所述电池包一维电学模型的输出包括电芯开路电压、电芯工作电流和电芯端电压；所述电池包一维产热模型的输入还包括电芯体积和一维散热模型反馈的电芯温度，所述电池包一维产热模型的输出作为所述电池包一维散热模型的输入，所述电池包一维产热模型的输出为电芯产热速率，所述电池包一维散热模型的输出包括电芯温度、散热速率和水冷板内冷却液出口温度，所述电池包一维散热模型的输入还包括各电池模组与水冷板的接触面积、水冷板内水力直径、水冷板管路弯度、熵系数、水冷板内冷却液入口温度以及水冷板内冷却液入口流量，其中，所述水冷板内冷却液入口温度以及水冷板内冷却液入口流量是通过所述电动汽车热管理测试台架上的传感器实时采集的，所述水冷板的物理实体设置在所述电动汽车热管理测试台架。
概括性的，参考如图2所示的一种一维电学模型、一维产热模型以及一维散热模型之间的连接关系示意图，其中，电池包一维电学模型与电池包一维产热模型相连，电池包一维产热模型与电池包一维散热模型相连。所述电池包一维电学模型接收电动汽车热管理测试台架中电驱动系统的物理实体所发出的请求电流，所述电池包一维电学模型的输出作为所述电池包一维产热模型的输入，所述电池包一维电学模型的输出包括电芯开路电压U OCV、电芯工作电流I和电芯端电压U；所述电池包一维产热模型的输入还包括电芯体积V和一维散热模型反馈的电芯温度T、熵系数，基于输入的参数根据产热模型计算当前时刻电芯的产热速率，并将产热速率Q gen发送给电池包一维散热模型，电池包一维散热模型的输入还包括电芯的平均密度ρ以及电芯平均比热容C p，电池模组与水冷板的接触面积A cell、水冷板内冷却液入口温度T a、冷却液流速、水冷板内水力直径、管路弯度及冷却液物性，首先基于冷却液流速、水冷板内水力直径、管路弯度及冷却液物性确定对流换热系数h，而后根据电池模组与水冷板的接触面积A cell、电芯温度T、水冷板内冷却液入口温度T a以及对流换热系数h通过散热模型计算散热速率Q dis，以及根据散热速率Q dis、水冷板内冷却液入口温度T a，电芯的平均密度ρ，电芯平均比热容C p，水的比热容C w，水冷板内冷却液入口流量M计算出水冷板内冷却液出口温度T b，即电池包的出水温度，以及根据产热速率、散热速率、电芯的平均密度ρ以及电芯平均比热容C p计算出电芯温度的升高量，基于升高量可获得新的电芯温度，并将新的电芯温度反馈给产热模型。
进一步的，所述电动汽车热管理测试台架还包括等效换热器，用于模拟电池与热管理系统之间的换热量，所述等效换热器与热管理系统串联，且等效换热器与热管理系统之间的换热量和电池与热管理系统之间的换热量相同。
应用本申请实施例的方案可搭建出电池的换热数字模型，无需通过实体电池的测试数据标定模型参数，解决了车型设计初期无实体电池测试数据无法搭建一维电池热模型的问题，该搭建方法具有良好的可实施性。应用该方法搭建出的电池数字模型具有实时性强、通用性好的特点。将该数字模型置于三电及热管理系统虚实结合的测试台架中，可实现在电池部件空缺的情况开展三电及热管理系统集成测试，服务于车型开发初期。前置试验时间、预知系统性能，缩短开发周期。所搭建的电池数字模型亦可用于电池包架构方案设计，通过输入架构方案，可预测电池产热、散热性能，指导电池包初期的研发设计。
图3为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。如图3所示，电子设备400包括一个或多个处理器401和存储器402。
处理器401可以是中央处理单元（CPU）或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其他形式的处理单元，并且可以控制电子设备400中的其他组件以执行期望的功能。
存储器402可以包括一个或多个计算机程序产品，所述计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质，例如易失性存储器和/或非易失性存储器。所述易失性存储器例如可以包括随机存取存储器（RAM）和/或高速缓冲存储器（cache）等。所述非易失性存储器例如可以包括只读存储器（ROM）、硬盘、闪存等。在所述计算机可读存储介质上可以存储一个或多个计算机程序指令，处理器401可以运行所述程序指令，以实现上文所说明的本发明任意实施例的电动汽车热管理测试方法以及/或者其他期望的功能。在所述计算机可读存储介质中还可以存储诸如初始外参、阈值等各种内容。
在一个示例中，电子设备400还可以包括：输入装置403和输出装置404，这些组件通过总线系统和/或其他形式的连接机构（未示出）互连。该输入装置403可以包括例如键盘、鼠标等等。该输出装置404可以向外部输出各种信息，包括预警提示信息、制动力度等。该输出装置404可以包括例如显示器、扬声器、打印机、以及通信网络及其所连接的远程输出设备等等。
当然，为了简化，图3中仅示出了该电子设备400中与本发明有关的组件中的一些，省略了诸如总线、输入/输出接口等等的组件。除此之外，根据具体应用情况，电子设备400还可以包括任何其他适当的组件。
除了上述方法和设备以外，本发明的实施例还可以是计算机程序产品，其包括计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本发明任意实施例所提供的电动汽车热管理测试方法的步骤。
所述计算机程序产品可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明实施例操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言，诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。
此外，本发明的实施例还可以是计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本发明任意实施例所提供的电动汽车热管理测试方法的步骤。
所述计算机可读存储介质可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子（非穷举的列表）包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦式可编程只读存储器（EPROM或闪存）、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
需要说明的是，本发明所用术语仅为了描述特定实施例，而非限制本申请范围。如本发明说明书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法或者设备中还存在另外的相同要素。
还需说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部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技术方案。
Claims (8)
1.一种电动汽车热管理测试方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、基于对现有电池电芯开展混合动力脉冲能力特性HPPC试验所获得的试验结果以及RC等效电路模型，构建电池电芯一维电学模型，以及根据电池包内各电池电芯的串并联关系和所述电池电芯一维电学模型构建电池包一维电学模型；
S2、基于Bernardi模型建立电池电芯一维产热模型，以及根据电池电芯之间串并联关系和所述电池电芯一维产热模型，构建电池包一维产热模型；
S3、基于影响因素与对流换热系数之间的关联式构建电池包一维散热模型，所述影响因素包括冷却液流速、水冷板内水力直径、管路弯度及冷却液物性；
S4、将所述电池包一维电学模型、所述电池包一维产热模型以及所述电池包一维散热模型嵌入至电动汽车热管理测试台架代替电池物理实体进行热管理测试；
其中，所述电池包一维电学模型接收电动汽车热管理测试台架中电驱动系统的物理实体所发出的请求电流，所述电池包一维电学模型的输出作为所述电池包一维产热模型的输入，所述电池包一维电学模型的输出包括电芯开路电压、电芯工作电流和电芯端电压；所述电池包一维产热模型的输入还包括电芯体积和电池包一维散热模型反馈的电芯温度，所述电池包一维产热模型的输出作为所述电池包一维散热模型的输入，所述电池包一维产热模型的输出为电芯产热速率，所述电池包一维散热模型的输出包括电芯温度、散热速率和水冷板内冷却液出口温度，所述电池包一维散热模型的输入还包括各电池模组与水冷板的接触面积、水冷板内水力直径、水冷板管路弯度、熵系数、水冷板内冷却液入口温度以及水冷板内冷却液入口流量，其中，所述水冷板内冷却液入口温度以及水冷板内冷却液入口流量是通过所述电动汽车热管理测试台架上的传感器实时采集的，所述水冷板的物理实体设置在所述电动汽车热管理测试台架。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S1包括：
S11、对现有电池电芯开展HPPC试验，获得试验结果；
S12、基于试验结果获得不同温度、不同电池荷电状态下电池电芯的六个参数，所述六个参数分别是电芯开路电压、欧姆极化内阻、电化学极化内阻、电化学极化电容、浓差极化内阻以及浓差极化电容；
S13、将不同电池荷电状态下电池电芯的六个参数输入到RC等效电路模型，获得电池电芯一维电学模型；
S14、通过所述电池电芯一维电学模型获得预设环境温度、预设工况的各时刻下的电池荷电状态及电芯端电压；
S15、在所述预设环境温度、所述预设工况下对现有电池电芯开展HPPC试验所获得的各时刻下的电池荷电状态及电芯端电压，与通过所述电池电芯一维电学模型获得的电池荷电状态及电芯端电压进行比对，以确定所述电池电芯一维电学模型的精度是否满足预设要求，若满足预设要求，则继续执行步骤S2，若不满足预设要求，则返回执行步骤S11。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S2包括：
S21、构建如下电池电芯一维产热模型：
其中，V表示电芯体积，U OCV表示电芯开路电压，U表示电芯端电压，T表示电芯温度，I表示电芯工作电流，为熵系数，Q gen为电芯产热速率；
S22、开展电池电芯固定倍率充放电试验，并在电池电芯表面布置温度传感器，以检测试验过程中电芯温度，将通过检测得到的电芯温度与通过上述一维产热模型得到的电芯温度进行比对，以对所述一维产热模型的精准度进行验证，当所述一维产热模型的精准度符合要求时，继续执行所述根据电池电芯之间串并联关系和所述电池电芯一维产热模型，构建电池包一维产热模型的操作。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S3包括：
电池电芯的一维散热模型为：
其中，Q dis为电芯散热速率，A cell为电池模组与水冷板的接触面积，h为对流换热系数，T为电芯温度，T a为水冷板内冷却液入口温度，T b为水冷板内冷却液出口温度，ρ为电芯的平均密度，C p为电芯平均比热容，C w为水的比热容，M为水冷板内冷却液入口流量，Q gen为电芯产热速率，为电芯温度的升高量；
对流换热系数h通过所述影响因素与对流换热系数之间的关联式确定，所述影响因素为已知参数；
根据电池包的结构设计以及电池电芯的一维散热模型确定电池包的一维散热模型。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述影响因素与对流换热系数之间的关联式通过如下方式确定：
构建电池包的三维仿真模型，其中，将电池包内的电池模组设置为固定产热功率的热源；通过所述三维仿真模型计算预设温度的冷却液以预设流速流入水冷板后，水冷板的出水温度，并将该出水温度与同工况的试验结果对比，以验证所述三维仿真模型的精准度，当所述三维仿真模型的精准度满足要求时，将影响因素的多组样本数据分别输入至所述三维仿真模型，获得与每组样本数据一一对应的对流换热系数，其中，影响因素的每组样本数据均包括冷却液流速、水冷板内水力直径、管路弯度及冷却液物性的数值；
根据每组样本数据以及与每组样本数据一一对应的对流换热系数构建所述影响因素与对流换热系数之间的关联式；
通过所述关联式确定目标组样本数据对应的对流换热系数，以及通过所述三维仿真模型确定目标组样本数据对应的对流换热系数，将该两个对流换热系数进行比对，以确定所述关联式的精准度；若所述关联式的精准度满足要求，则输出所述关联式，否则重新规划影响因素的样本数据，重新构建新的关联式。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述电动汽车热管理测试台架还包括等效换热器，用于模拟电池与热管理系统之间的换热量，所述等效换热器与热管理系统串联，且等效换热器与热管理系统之间的换热量和电池与热管理系统之间的换热量相同。
7.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
处理器和存储器；
所述处理器通过调用所述存储器存储的程序或指令，用于执行如权利要求1至6任一项所述的电动汽车热管理测试方法的步骤。
8.一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存储程序或指令，所述程序或指令使计算机执行如权利要求1至6任一项所述的电动汽车热管理测试方法的步骤。
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Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130006453A1 (en) * | 2011-06-28 | 2013-01-03 | GM Global Technology Operations LLC | Method and apparatus for fault detection in a torque machine of a powertrain system |
| CN106468887A (zh) * | 2015-08-17 | 2017-03-01 | 北京长城华冠汽车科技股份有限公司 | 新能源汽车热管理系统仿真模型及仿真方法 |
| CN110492186A (zh) * | 2019-07-02 | 2019-11-22 | 北京航空航天大学 | 一种基于云端控制技术的动力电池模组的管理方法 |
| CN110764004A (zh) * | 2019-10-16 | 2020-02-07 | 宝能(广州)汽车研究院有限公司 | 电池包热仿真的分析方法 |
| CN210576120U (zh) * | 2019-10-23 | 2020-05-19 | 南通隆力电子科技有限公司 | 一种电芯高效散热加温模组 |
| CN112380785A (zh) * | 2020-10-30 | 2021-02-19 | 江西江铃集团新能源汽车有限公司 | 电池热管理优化方法、装置、可读存储介质及计算机设备 |
| CN116358889A (zh) * | 2023-02-16 | 2023-06-30 | 中汽研新能源汽车检验中心(天津)有限公司 | 一种电动汽车三电系统的热管理性能测试装置及方法 |
| CN116522755A (zh) * | 2023-03-24 | 2023-08-01 | 中国第一汽车股份有限公司 | 车用电池组及其热管理模块耦合建模与联合仿真方法 |
-
2023
- 2023-09-22 CN CN202311225716.7A patent/CN116973670B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130006453A1 (en) * | 2011-06-28 | 2013-01-03 | GM Global Technology Operations LLC | Method and apparatus for fault detection in a torque machine of a powertrain system |
| CN106468887A (zh) * | 2015-08-17 | 2017-03-01 | 北京长城华冠汽车科技股份有限公司 | 新能源汽车热管理系统仿真模型及仿真方法 |
| CN110492186A (zh) * | 2019-07-02 | 2019-11-22 | 北京航空航天大学 | 一种基于云端控制技术的动力电池模组的管理方法 |
| CN110764004A (zh) * | 2019-10-16 | 2020-02-07 | 宝能(广州)汽车研究院有限公司 | 电池包热仿真的分析方法 |
| CN210576120U (zh) * | 2019-10-23 | 2020-05-19 | 南通隆力电子科技有限公司 | 一种电芯高效散热加温模组 |
| CN112380785A (zh) * | 2020-10-30 | 2021-02-19 | 江西江铃集团新能源汽车有限公司 | 电池热管理优化方法、装置、可读存储介质及计算机设备 |
| CN116358889A (zh) * | 2023-02-16 | 2023-06-30 | 中汽研新能源汽车检验中心(天津)有限公司 | 一种电动汽车三电系统的热管理性能测试装置及方法 |
| CN116522755A (zh) * | 2023-03-24 | 2023-08-01 | 中国第一汽车股份有限公司 | 车用电池组及其热管理模块耦合建模与联合仿真方法 |
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