电池的散热性能评估方法和装置与流程

本公开涉及汽车设计，特别涉及一种电池的散热性能评估方法和装置。

背景技术：

1、目前在汽车领域应用的燃料电池是质子交换膜燃料电池，比如甲醇燃料电池和氢燃料电池。其中，甲醇燃料电池由于比氢燃料电池需要更多的白金催化剂，成本更高，故使用较少。氢燃料电池功率大、能量密度高、零排放，被认为是大负载、长距离重型商用车的理想电池方案。

2、氢燃料电池对工作环境的温度要求比较严苛。一般情况下，氢燃料电池的适宜工作温度范围为60~80℃，少数可达到90℃。温度过低，会导致燃料电池内部催化剂活性降低、欧姆极化严重并使电池阻抗增加，从而降低电池性能。温度过高，会加剧电池内部液态水的蒸发而引发质子交换膜脱水干涸，阻碍氢离子的传导并降低电池的效率，长期高温还会损害电池寿命。

3、因此，在设计阶段，通过科学合理的技术手段评估电池的散热性能是很有必要的。

技术实现思路

1、本公开提出了一种电池的散热性能评估方法和装置。

2、根据本公开的第一方面，提供了一种电池的散热性能评估方法，包括：根据车辆的运行工况设置信息，计算所述车辆的电池的电堆产热量；利用三维仿真技术，确定所述电池的散热系统中散热器的进风量；利用一维仿真技术，根据所述电池的电堆产热量、以及所述散热系统中散热器的进风量，确定所述电池的电堆进水温度和出水温度；根据所述电池的电堆进水温度和出水温度，评估所述电池的散热性能。

3、在一些实施例中，所述根据车辆的运行工况设置信息，计算所述车辆的电池的电堆产热量包括：根据车辆的运行工况设置信息，计算所述车辆的电池的功率；根据所述车辆的电池的功率，计算所述电池的电堆产热量。

4、在一些实施例中，所述根据车辆的运行工况设置信息，计算所述车辆的电池的功率包括：根据车辆的运行工况设置信息，计算所述车辆的总行驶阻力；根据所述车辆的总行驶阻力，计算所述车辆的整体功率；根据所述车辆的整体功率、以及所述车辆的电池的供能比例，计算所述车辆的电池的功率。

5、在一些实施例中，所述车辆的运行工况设置信息包括车辆所处路面的坡度、车辆的速度、以及车辆的行驶加速度中的至少一种。

6、在一些实施例中，所述根据车辆的运行工况设置信息，计算所述车辆的总行驶阻力包括：根据车辆所处路面的坡度、车辆的质量、以及滚阻系数，计算车辆的滚动阻力；根据车辆的正投影面积、车辆的速度、空气阻力系数、以及空气密度，计算车辆的空气阻力；根据车辆所处路面的坡度、以及车辆的质量，计算车辆的坡度阻力；根据车辆的行驶加速度、以及车辆的质量，计算车辆的加速阻力；根据所述车辆的滚动阻力、空气阻力、坡度阻力、以及加速阻力，计算所述车辆的总行驶阻力。

7、在一些实施例中，所述根据所述车辆的总行驶阻力，计算所述车辆的整体功率包括：根据车辆的总行驶阻力、主减速器传动比、变速器传动比、机械传动效率、以及车轮半径，计算电机转矩；根据所述电机转矩和电机转速，计算所述车辆的整体功率。

8、在一些实施例中，所述根据所述车辆的电池的功率，计算所述电池的电堆产热量包括：根据所述车辆的电池的功率、所述电池在所述运行工况设置信息对应的工况下实际使用时的单体电压、以及所述电池的理论单体电压，计算所述电池的电堆产热量。

9、在一些实施例中，所述利用一维仿真技术，根据所述电池的电堆产热量、以及所述散热系统中散热器的进风量，确定所述电池的电堆进水温度和出水温度包括：利用一维仿真技术，根据所述电池的电堆产热量、所述散热系统中散热器的进风量、所述散热系统中散热器的性能曲线、风扇性能曲线、以及水泵性能曲线，确定所述电池的电堆进水温度和出水温度。

10、在一些实施例中，所述根据所述电池的电堆进水温度和出水温度，评估所述电池的散热性能包括：判断所述电池的电堆进水温度是否位于第一温度取值区间、以及所述电池的电堆出水温度是否位于第二温度取值区间；在所述电池的电堆进水温度位于第一温度取值区间、且所述电池的电堆出水温度位于第二温度取值区间的情况下，确认所述电池的散热性能满足设计要求。

11、在一些实施例中，所述根据所述电池的电堆进水温度和出水温度，评估所述电池的散热性能还包括：在所述电池的电堆进水温度不位于第一温度取值区间，和/或，所述电池的电堆出水温度不位于第二温度取值区间的情况下，对所述电池的散热系统中的参数进行调整。

12、在一些实施例中，所述电池为燃料电池。

13、根据本公开的第二方面，提出了一种电池的散热性能评估装置，包括：产热量计算模块，被配置为根据车辆的运行工况设置信息，计算，确定所述车辆的电池的电堆产热量；进风量确定模块，被配置为利用三维仿真技术，确定所述电池的散热系统中散热器的进风量；温度确定模块，被配置为利用一维仿真技术，根据所述电池的电堆产热量、以及所述散热系统中散热器的进风量，确定所述电池的电堆进水温度和出水温度；评估模块，被配置为根据所述电池的电堆进水温度和出水温度，评估所述电池的散热性能。

14、根据本公开的第三方面，提供了一种电池的散热性能评估装置，包括：存储器；以及耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器的指令，执行如上所述的电池的散热性能评估方法。

15、根据本公开的第四方面，提供了一种计算机可存储介质，其上存储有计算机程序指令，该指令被处理器执行时实现如上所述的电池的散热性能评估装置。

技术特征：

1.一种电池的散热性能评估方法，包括：

2.根据权利要求1所述的电池的散热性能评估方法，其中，所述根据车辆的运行工况设置信息，计算所述车辆的电池的电堆产热量包括：

3.根据权利要求2所述的电池的散热性能评估方法，其中，所述根据车辆的运行工况设置信息，计算所述车辆的电池的功率包括：

4.根据权利要求3所述的电池的散热性能评估方法，其中，所述车辆的运行工况设置信息包括车辆所处路面的坡度、车辆的速度、以及车辆的行驶加速度中的至少一种。

5.根据权利要求4所述的电池的散热性能评估方法，其中，所述根据车辆的运行工况设置信息，计算所述车辆的总行驶阻力包括：

6.根据权利要求3所述的电池的散热性能评估方法，其中，所述根据所述车辆的总行驶阻力，计算所述车辆的整体功率包括：

7.根据权利要求2所述的电池的散热性能评估方法，其中，所述根据所述车辆的电池的功率，计算所述电池的电堆产热量包括：

8.根据权利要求1至7任一所述的电池的散热性能评估方法，其中，所述利用一维仿真技术，根据所述电池的电堆产热量、以及所述散热系统中散热器的进风量，确定所述电池的电堆进水温度和出水温度包括：

9.根据权利要求1至7任一所述的电池的散热性能评估方法，其中，所述根据所述电池的电堆进水温度和出水温度，评估所述电池的散热性能包括：

10.根据权利要求9所述的电池的散热性能评估方法，其中，所述根据所述电池的电堆进水温度和出水温度，评估所述电池的散热性能还包括：

11.根据权利要求1至7任一所述的电池的散热性能评估方法，其中，所述电池为燃料电池。

12.一种电池的散热性能评估装置，包括：

13. 一种电池的散热性能评估装置，包括：

14.一种计算机可存储介质，其上存储有计算机程序指令，该指令被处理器执行时实现如权利要求1至11任一项所述的电池的散热性能评估方法。

技术总结
本公开涉及一种电池的散热性能评估方法和装置，涉及汽车设计技术领域。其中，电池的散热性能评估方法包括：根据车辆的运行工况设置信息，计算所述车辆的电池的电堆产热量；利用三维仿真技术，确定所述电池的散热系统中散热器的进风量；利用一维仿真技术，根据所述电池的电堆产热量、以及所述散热系统中散热器的进风量，确定所述电池的电堆进水温度和出水温度；根据所述电池的电堆进水温度和出水温度，评估所述电池的散热性能。通过以上方法，能够在提高电池的散热性能评估结果的精确度的同时，提高电池的散热性能评估的处理效率。

技术研发人员：石岩,姜涛,陈太荣,许佩佩,王敏,梁箫箫,陈德博
受保护的技术使用者：徐州徐工汽车制造有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12