[发明专利]一种电池系统热场测试及分析处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及电池系统热场的分析技术。

背景技术

在动力电池系统应用领域，电池系统的设计目前考虑的热场不合理、效果不显著，甚至很多根本就没考虑电池的热场，导致电池系统内部温度不均，使电池的一致性差，造成“短板”效应，电池系统整体性能不能很好的体现；甚至有些电池系统满足不了大功率输出的散热问题，致使电池动力性发挥不出，并且影响电池寿命；热量不易散出，温度聚集过高，电池系统的安全性存在一定风险。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题是一种对于电池系统热场分析更加准确、利于后期电池系统调试的电池系统热场测试及分析处理方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下方案实现：

   一种电池系统热场测试及分析处理方法，该电池系统具有降温风扇以及加热器，该方法包括如下步骤：

a.确定温度监测点，并在各温度监测点设置温度传感器；

b.充电模拟测试，具体为：把电池系统中电池组的剩余电量放至电压保护下限，然后连接充电机开始充电，记录整个充电过程中温度的变化，建立充电电流、单体电压值和温度的三维温场模型；

c.放电模拟测试，具体为：断开充电机，接入电池组放电柜，记录下放电过程的温度变化；

d.根据b、c步骤中获得数值，建立各检测点温度和电流、温度和风速、温度和加热器加热量之间的二维温场模型，达到动力电池系统在工况下，更够根据实际温度分布，利用加热器或风扇做热平衡调整。

    其中，在充电模拟测试步骤中，充电过程为：首先以1C进行恒流充电，当电池组中最高单体电压达到电压上限阀值时，改用以最高单体电压值进行恒压降流充电，电流以0.1C为步长下降，10秒的频率进行降电流，直到电流降为0为止，同时记录1C充电时的最高电池温度信息、恒压充电时电池的温度信息。

其中，在放电模拟测试步骤中，放电过程为：以8C放电5分钟，测试整个过程电池系统的温度变化，然后断开放电柜，待电池冷却后给电池再充满电；按此步骤，分别以6C、4C、2C、1C进行放电，记录下放电过程的温度变化。

本发明针对性评估电池系统局部温度，构造温场模型，有效解决电池系统内部温度的不均衡及热量处理。本发明开发成本低，温度监测点分布科学，能贴近工况的温场，为热失衡分析提供有效依据，满足车辆实际要求，并且可有效减少后期电池系统检测调试投入度、更利于后期的调试。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详细描述：

本实施例揭示的电池系统热场测试及分析处理方法，该电池系统具有降温风扇以及加热器，该方法包括如下步骤：

a.确定温度监测点，并在各温度监测点设置温度传感器；

b.充电模拟测试，具体为：把电池系统中电池组的剩余电量放至电压保护下限，然后连接充电机开始充电，首先以1C进行恒流充电，当电池组中最高单体电压达到电压上限阀值时，改用以最高单体电压值进行恒压降流充电，电流以0.1C为步长下降，10秒的频率进行降电流，直到电流降为0为止，同时记录1C充电时的最高电池温度信息、恒压充电时电池的温度信息，建立充电电流、单体电压值和温度的三维温场模型；

c.放电模拟测试，具体为：断开充电机，接入电池组放电柜，以8C放电5分钟，测试整个过程电池系统的温度变化，然后断开放电柜，待电池冷却后给电池再充满电；按此步骤，分别以6C、4C、2C、1C进行放电，记录下放电过程的温度变化；

d.根据b、c步骤中获得数值，建立各检测点温度和电流、温度和风速、温度和加热器加热量之间的二维温场模型，达到动力电池系统在工况下，更够根据实际温度分布，利用加热器或风扇做热平衡调整。

    由于电池系统的电池组是由单体电池串联而成，由于单体电池极柱和连接片的接触面较小，接触电阻大，大电流放电时，此处的温度将会急剧升高；导流排截面积较小，电阻值较大，大电流放电时温升较快；在降温风扇的出风口，此区域温度降的最快；在风道的被风面和风道气流经过较少的地方，此处的温度比较高。因此，需要在进风口、出风口、导流排、被向气流流通的地方安装温度传感器。此外根据电池箱内电池排布，取电池箱前、后、上、中、下各方位的电池单体，在这些电池单体的极柱及导流排上安装温度传感器，尽可能使温度的采集点在电池箱被分布均匀、合理。