Эквивалентная модель схемы батареи в двойном строителе

Join the forum for Designers!

Your expertise is vital to the community. Join us and contribute your knowledge!

Share, learn and grow with the best professionals in the industry.

Проблемы термической конструкции аккумулятора

Одной из основных проблем в тепловом управлении аккумулятором является обеспечение температуры ниже максимальных рабочих пределов. Более высокие температуры могут привести к снижению эффективности, ускоренному старению и потенциальным угрозам безопасности. Инженеры должны иметь знание тепла, генерируемого батареей для адекватного проектирования систем охлаждения.

Понимание и прогнозирование теплового поведения модулей батареи требует интеграции теплового отторжения аккумулятора с электрическими механическими свойствами батареи. Связывая электрические свойства батареи, лучшие скорости тепла батареи могут быть доступны для конструкции системы охлаждения.

Инженерное решение

Моделирование теплового поведения аккумулятора может быть улучшено с помощью данных физических испытаний батареи. Один тип тестирования аккумулятора называется гибридной характеристикой мощности импульса (HPPC). Это тестирование может обеспечить расчет внутреннего сопротивления батареи. Ниже приведен пример одного импульса из примера набора данных HPPC. ВТернальное сопротивление батареи пропорционально падению напряжения, деленное на ток. Двойной строитель генерирует значения сопротивления из всего набора данных HPPC, который может включать в себя несколько уровней температуры и состояния заряда (SOC). Это сопротивление используется вместе с током цепи и напряжением для прогнозирования мощности тепла клеток.

Программное обеспечение ANSYS Twin Builder предоставляет инструменты для моделирования и анализа теплового поведения батареи и модулей. Благодаря возможности мастера батареи, Twin Builder позволяет инженерам моделировать сложные тепловые взаимодействия и оценивать различное поведение разряда батареи. Двойной строитель может использовать данные HPPC для быстрого генерации значений отторжения тепла.

Используя Twin Builder, инженеры могут проводить параметрические исследования для изучения различных конфигураций дизайна. Это позволяет идентифицировать растворы, которые обеспечивают равномерное распределение температуры и эффективное рассеяние тепла, в конечном итоге улучшая производительность и безопасность батареи.

Чтобы решить проблемы теплового управления, инженеры могут оценить несколько входов с использованием программного обеспечения ANSYS. Эти входные данные могут включать в себя различную способность ячейки, C-уровни и данные HPPC. Возможности моделирования Twin Builder позволяют оценку этих различных входов.

Метод

Настройка моделирования батареи с помощью Ansys Twin Builder в этом обсуждении включает в себя несколько шагов. Эти шаги включают в себя карту мышления, карту продукта и настройку двойного строителя.

Карта мышления: Мысльская карта батареи генерируется для организации и представления идей, концепций или информации структурированным образом. На приведенной ниже карте мышления показана цель исследования симуляции и вопросы, просящие для решения цели. Каждый вопрос сопровождается теорией, действием и прогнозом для решения каждого вопроса. Результаты также будут добавлены в нижнюю часть каждой ветви по мере их создания.

Карты продукта: Карта продукта батареи в схеме генерируется для перечисления и классификации функций продукта. Карта продукта указывает факторы, которые соответствуют теориям/действиям в карте мышления.

На карте ниже показан пример файла данных HPPC аккумулятора и цепь двойного строителя. Текстовые элементы в красном являются переменными или постоянными факторами.

На карте ниже показан набор данных HPPC батареи и манипулируемые импульсы напряжения для исследования. Текстовые элементы в красном являются переменными факторами.

Моделирование двойного строителя: Модели близнецов строителя генерируются в соответствии с исследованиями, произведенными картой мысли. В этом случае используется 7-факционный 2-уровневой, дробный факторный DOE, который приводит к 8 уникальным процедурам двухсел-строителей. Изображения ниже показывают последовательность шагов для заполнения входов для модели батареи. Первое изображение имеет инструмент конфигурации ячейки в мастере батареи, а второе — полученная ячейка в цепи.

В текущем источнике используется трапециэидальный профиль с амплитудой 10 ампер в течение 10 секунд после начальной задержки в 20 секунд.

Расчеты моделирования выполняются для получения результатов, сосредоточив внимание на потере тепла батареи, напряжении и токе. Данные о лечении потери тепла анализируются, чтобы ответить на вопросы теории и подтвердить или противоречить прогнозам.

Результаты моделирования батареи -батареи -двойника

Графический анализ: На приведенной ниже диаграмме отображается результаты потери мощности в переходной батареи для обработки. Диаграмма указывает на то, что глубина напряжения является наиболее значимым фактором. Когда падение напряжения в данных HPPC больше, сопротивление аккумулятора выше, что приводит к большей потери мощности. Другие входные коэффициенты вызывают меньшие изменения в потере тепла.

Диаграммы ниже также каждая отображает, что глубина напряжения HPPC является наиболее значимым фактором по потере мощности ячейки. Температура ввода схемы, ток HPPC и емкость батареи -двойного строителя слегка значима. Сдвиг напряжения и временное растяжение оказывают незначительное влияние.

Наблюдения

Глубина падения напряжения: Более высокая глубина падения напряжения в импульсе HPPC приводит к более высокому внутреннему сопротивлению и, следовательно, к более высокой тепловой потере.

Температура цепи: Температура цепи слегка влияет на сопротивление, потому что падение напряжения для импульсов при 25 ° С больше, чем на 45 ° С. Большие падения напряжения приводят к более высокой резистентности и большей потере тепла.

HPPC Данные ток: Более высокий ток, указанный в файле HPPC, приводит к меньшему сопротивлению и, следовательно, меньшей потери тепла.

Емкость ячейки мастера батареи: Клеточная способность оказала незначительное влияние на сопротивление на сопротивление и, следовательно, незначительное влияние на потерю тепла.

HPPC SOC: HPPC SOC оказал незначительное влияние на сопротивление на сопротивление и, следовательно, незначительное влияние на потерю тепла.

Сдвиг напряжения: Сдвиг напряжения оказывает незначительное влияние на сопротивление и, следовательно, незначительное влияние на потерю тепла.

Время напряжения растяжение: Временное растяжение оказывает незначительное влияние на падение напряжения пульса и, следовательно, незначительное влияние на тепло.

Краткое содержание

Моделирование близнецов застройщика, каждое из которых заняло менее 2 секунд, чтобы решить. Инженер может быстро определить потери теплового тепла для батареи из данных HPPC.

Join the forum for Designers!

Your expertise is vital to the community. Join us and contribute your knowledge!

Share, learn and grow with the best professionals in the industry.