CN112199839A - 一种车辆电池***的温度分布处理方法、装置及设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种车辆电池***的温度分布处理方法、装置及设备。方法包括:获取配电盒BDU的几何参数,几何参数包括BDU中各零部件的几何模型和各零部件之间的位置关系;依据BDU的几何参数构建BDU网格模型;配置BDU网格模型中各零部件的热物性参数、BDU网格模型的换热边界和各零部件中的热源零部件,得到BDU热仿真模型;基于BDU热仿真模型,仿真分析BDU在不同工况下的温度分布。由此可建立BDU热仿真模型对BDU本体发热情况进行仿真处理,分析BDU本体的温度分布,以及BDU本体发热对电池***的影响。
Description
技术领域
本文件涉及车辆控制技术领域,尤其涉及一种车辆电池***的温度分布处理方法、装置及设备。
背景技术
纯电动汽车与传统燃油汽车相比有两个明显的短板,一个是续航里程较短,另一个是充电时间过长。对于后者,为提升用户体验解决充电时间过长难题,各主机厂均在重点研究快充以及超级快充技术方案。而在快速充电过程中,由于充电功率非常大,大电流经过配电盒BDU必然导致BDU本体发热功率急剧上升从而使其自身存在温度过高的风险,BDU本体的高温还会造成BDU附近的模组散热变差从而使靠近BDU的模组温度明显高于电池***中其它区域的模组温度,从而导致电池温差过大,对电池***的充放电性能和寿命均会产生负面影响。
因此,在产品开发的前期,有必要对BDU本体的温度进行预测,而目前主要在产品开发的后期开展试验评估BDU本体的热性能以及BDU本体对周边模组散热的影响,评估精度有限。
发明内容
本申请实施例提供一种车辆电池***的温度分布处理方法,用于建立BDU热仿真模型,对BDU本体的温度分布进行精确热预测。
本申请实施例还提供一种车辆电池***的温度分布处理方法,所述方法包括:
获取配电盒BDU的几何参数,所述几何参数包括所述BDU中各零部件的几何模型和各零部件之间的位置关系;
依据所述BDU的几何参数构建BDU网格模型;
配置所述BDU网格模型中各零部件的热物性参数、所述BDU网格模型的换热边界和所述各零部件中的热源零部件,得到BDU热仿真模型;
基于所述BDU热仿真模型,仿真分析所述BDU在不同工况下的温度分布。
本申请实施例还提供一种车辆电池***的温度分布处理装置,包括:
获取模块,用于获取配电盒BDU的几何参数,所述几何参数包括所述BDU中各零部件的几何模型和各零部件之间的位置关系;
模型构建模块,用于依据所述BDU的几何参数构建BDU网格模型;
处理模块,用于配置所述BDU网格模型中各零部件的热物性参数、所述BDU网格模型的换热边界和所述各零部件中的热源零部件,得到BDU热仿真模型;
仿真模块,用于基于所述BDU热仿真模型,仿真分析所述BDU在不同工况下的温度分布。
本申请实施例还提供一种电子设备,所述电子设备包括处理器和与所述处理器电连接的存储器,所述存储器用于存储计算机程序,所述处理器用于调用所述计算机程序以执行上述的方法。
本申请实施例还提供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有计算机程序,所述计算机程序能够被处理器执行以实现上述的方法。
本申请一个实施例实现了,依据BDU本体的几何参数构建BDU热仿真模型,从而可依据BDU热仿真模型对不同工况下BDU本体的温度分布进行热预测,进而有效提高BDU本体的温度分布的精确度。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
图1为本申请一实施例提供的一种车辆电池***的温度分布处理方法的流程示意图;
图2为本申请一实施例提供的BDU的结构示意图;
图3为本申请另一实施例提供的一种车辆电池***的温度分布处理方法的流程示意图;
图4为本申请又一实施例提供的一种车辆电池***的温度分布处理方法的流程示意图;
图5为本申请又一实施例提供的一种车辆电池***的温度分布处理方法的流程示意图;
图6为本申请一实施例提供的电池***的结构示意图;
图7a和图7b分别为本申请一实施例提供的BDU下壳体和BDU内铜排的温度分布示意图;
图8为本申请一实施例提供的一种车辆电池***的温度分布处理装置的结构示意图;
图9为本申请一实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本文件保护的范围。
以下结合附图,详细说明本申请各实施例提供的技术方案。
图1为本申请一实施例提供的一种车辆电池***的温度分布处理方法的流程示意图,参见图1,所述方法具体可以包括如下步骤:
步骤102、获取配电盒BDU的几何参数,所述几何参数包括所述BDU中各零部件的几何模型和各零部件之间的位置关系;
具体地,可通过扫描实体的BDU,得到BDU的几何参数。如通过三维扫描技术对BDU的空间外形和内部结构进行扫描,以获得BDU外形和内部结构的空间坐标,如BDU内继电器、熔断器等零部件的空间坐标,进而得到继电器、熔断器的几何模型。
进一步地,考虑到BDU中零部件众多且并非所有零部件都对BDU发热情况有影响,因此,本实施例还引入了模型简化步骤,所述模型简化步骤包括:
对所述BDU中各零部件的几何模型进行简化处理;其中,所述简化处理至少包括:去除预设类型的零部件的几何模型、简化零部件的几何模型。
如,去除BDU中螺栓、螺母、线束等体积较小类型的零部件,取消零部件几何模型中的拔模圆角等小倒角。
基于此,本实施例可通过模型简化步骤,在保证BDU本体完整的基础上,有效降低BDU几何模型的复杂程度,进而提高BDU热仿真模型的创建效率。而且,本实施例在此示出了模型简化步骤的一种具体实现方式。当然,应理解,模型简化步骤也可以采用其它的方式实现,本实施例对此不作限制。
步骤104、依据所述BDU的几何参数构建BDU网格模型;
具体地,依据各零部件之间的位置关系,将所述BDU的零部件按正确的方式装配完成后导入CFD仿真软件中,划分出CFD网格模型(记为BDU网格模型)。
进一步地,考虑到零部件与空气之间的对流换热,本实施例中的BDU网格模型不仅包括所述BDU的各零部件的几何模型,还包括所述BDU的各零部件的几何模型之间的空气模型,所述空气模型是指几何模型之间的空气部分。
基于此,本实施例可通过引入几何模型之间的空气部分与零部件之间的对流换热,从而可有效提高温度分布仿真分析的精确度。
步骤106、配置所述BDU网格模型中各零部件的热物性参数、所述BDU网格模型的换热边界和所述各零部件中的热源零部件,得到BDU热仿真模型。
其中,热物性参数是指与换热相关的参数,包括密度、比热容、热传导系数,对于导电铜排还需包含导电率;所述换热边界是指BDU本体与外界环境之间的边界的换热相关的参数,包括温度和对流换热系数。
其中,所述配置所述各零部件中的热源零部件,包括:
确定所述各零部件中热源零部件;对所述热源零部件进行分类处理并配置各类热源零部件对应的发热参数。其中,所述热源零部件是指作为热源的零部件,至少包括如下几种:
第一类热源零部件,所述第一类热源零部件发热且与所述BDU的壳体之间的距离大于预设阈值,如与壳体不接触的继电器和熔断器;
第二类热源零部件,所述第二类热源零部件发热且与所述BDU的壳体之间的距离小于预设阈值,如与壳体接触的铜排;
第三类热源零部件,所述第三类热源零部件为存在接触电阻的零部件,如在继电器与铜排之间、熔断器与铜排之间存在接触电阻。
以某种型号的BDU为例,其主要发热部件有继电器、熔断器、铜排,在热仿真过程中,对BDU发热源作筛选处理,只考虑这三部分零部件的发热,其它零部件不发热。
继电器发热:继电器是BDU中的主要发热元件,工作过程中,电流流经继电器中的铜线圈会产生大量热量,发热量来源于继电器的发热功率(仅考虑焦耳热)可简化为与电流大小的平方成线性关系。通过实验测量几个电流值下的发热量进行差值计算其它电流值下的发热功率。
熔断器发热:熔断器在工作过程中,电流流经电阻元件会产生大量热量,熔断器中的发热功率可简化为与电流大小的平方成线性关系。通过实验测量几个电流值下的发热量进行差值计算其它电流值下的发热功率。
铜排发热:BDU中继电器、熔断器、外接电路等通过铜排连接,电流流经铜排是会产生大量的焦耳热,由于铜排间的形状各不相同,同一铜排不同区域的横截面也各不相同,所以铜排不同区域的发热功率各不相同,必然导致不同铜排或同一铜排不同区域上的温度场分布有很大的不同。铜排的发热功率由焦耳热得到,铜排的电阻由其本身的形状和材料属性决定,在计算发热功率是赋予铜排正负极的电流—时间曲线,自动算出铜排的焦耳热及其分布情况。另外,考虑到不同类型的热源零部件的换热方式的不同,本实施例针对不同类型的热源零部件分别配置发热参数,包括:
配置所述第一类热源零部件对应的发热参数为发热功率;
配置所述第二类热源零部件对应的发热参数为运行工况对应的电流-时间曲线;
配置所述第三类热源零部件对应的发热参数为零部件之间的接触电阻。
基于此,本实施例通过对热源零部件进行分类并分别配置合适的发热参数,从而可有效提高BDU内部热源的仿真精确度,进而提高BDU的温度分布的仿真精确度。而且,本实施例在此示出了步骤106的一种具体实现方式。当然,应理解,步骤106也可以采用其它的方式实现,本实施例对此不作限制。
步骤108、基于所述BDU热仿真模型,仿真分析所述BDU在不同工况下的温度分布。
基于上述步骤102至步骤106,可建立出BDU热仿真模型,如图2所示,其中包括零部件7-11,如继电器、熔断器、铜排。下面对步骤108进行简要说明:
仿真人员(记为用户)选择需要仿真的工况(记为待仿真工况),由BDU热仿真模型基于待仿真工况的标识,从发热参数库中读取该待仿真工况下各类热源零部件对应的发热参数值,包括:第一类热源零部件对应的发热功率、第二类热源零部件对应的电流-时间曲线和第三类热源零部件对应的接触电阻;并将读取的发热参数值输入BDU热仿真模型,进行仿真计算,从而得到仿真报告,包括仿真分析过程及主要结论。
或者,
仿真人员(记为用户)选择需要仿真的工况(记为待仿真工况),并输入的各类热源零部件对应的发热参数值,包括:第一类热源零部件对应的发热功率、第二类热源零部件对应的电流-时间曲线和第三类热源零部件对应的接触电阻;当然,其中部分发热参数值也可选择发热参数库中的数据。将读取的发热参数值输入BDU热仿真模型,进行仿真计算,从而得到仿真报告,包括仿真分析过程及主要结论。
基于此,本实施例一方面通过构建工况类型与各类热源零部件的发热参数值之间的对应关系,使得用户可仅选择工况类型,即可自动完成该工况下的仿真,从而可有效提高仿真分析的效率;另一方面,考虑到不同工况下的发热参数值的多样性,发热参数库可能无法完全覆盖,本实施例还允许用户输入的发热参数值,从而可有效提高仿真分析的准确度。而且,本实施例在此示出了BDU热仿真模型的应用步骤的一种具体实现方式。当然,应理解,BDU热仿真模型的应用步骤也可以采用其它的方式实现,本实施例对此不作限制。
综上所述,本实施例依据BDU本体的几何参数构建BDU热仿真模型,从而可依据BDU热仿真模型对不同工况下BDU本体的温度分布进行热预测,进而有效提高BDU本体的温度分布的精确度。
图3为本申请另一实施例提供的一种车辆电池***的温度分布处理方法的流程示意图,参见图3,所述方法具体可以包括如下步骤:
步骤302、获取配电盒BDU的几何参数,所述几何参数包括所述BDU中各零部件的几何模型和各零部件之间的位置关系;
步骤304、依据所述BDU的几何参数构建BDU网格模型;
步骤306、配置所述BDU网格模型中各零部件的热物性参数和所述各零部件中的热源零部件,得到BDU热仿真模型,所述BDU热仿真模型用于仿真分析所述BDU在不同工况下的温度分布;
对于步骤302至步骤306,由于其分别与图1对应实施例中的步骤102至步骤106对于相似,其实现方式也对应相似,故,此处不再对步骤302至步骤306进行展开说明。
步骤308、构建所述车辆电池***中除所述BDU之外的其他模块的热仿真模型;
不难理解的是,车辆电池***中其他模块的热仿真模型的创建过程与BDU热仿真模型的创建过程的原理相似,故,此处不再对其他模块的热仿真模型的创建过程进行一一描述。
步骤310、基于所述BDU热仿真模型的热边界和所述其他模块的热仿真模型的热边界,仿真所述车辆电池***在不同工况下的温度分布。
具体地,在电池***中其他模块的热仿真模型(记为电池包热仿真模型)与BDU热仿真模型交界面处设置Interface,通过Interface进行热量交换。计算过程中将电池包热仿真模型的Interface处热边界赋给BDU仿真模型,然后将BDU热仿真模型的Interface处热边界赋给电池包仿真模型,迭代求解直至设置的物理时间终止,输出电池包热仿真分析报告。
基于此,本实施例通过依据电池***中各模块本体的几何参数构建BDU热仿真模型和电池包热仿真模型,从而可仿真分析不同工况下BDU发热情况对电池***的影响以及仿真分析不同工况下电池***的温度分布。
图4为本申请又一实施例提供的一种车辆电池***的温度分布处理方法的流程示意图,参见图4,所述方法具体可以包括如下步骤:
S41、BDU几何参数
具体地:收集BDU几何参数,包括BDU本体中各零部件的CAD几何模型及其所在电池***的装配几何模型。
S42、建立BDU网格模型
具体地:将BDU的CAD几何模型进行适当简化,去除螺栓、螺母、线束等小的零部件,取消零部件中的拔模圆角等小倒角。将零部件按正确的方式装配完成后导入CFD仿真软件中,划分CFD网格模型。网格模型中除了BDU本体固体部分外,还应包含BDU内部的空气部分。
S43、物理模型设置
具体地:固体之间通过热传导传递热量,固体和空气之间通过对流换热进行热交换。设置好所有零部件的热物性参数(密度、比热容、热传导系数,对于导电铜排还需包含导电率)。设置所有零部件的初始条件(温度、流速等)。根据具体的试验环境设置模型的边界条件,BDU一般安装在电池包Pack内部,与外界的换热边界符合第三类边界条件,将边界设置为温度和对流换热系数。
S44、热源设置
具体地:梳理出BDU在工作过程的发热源并进行分类,根据热源对BDU外壳尤其是下盖温度分布的影响程度可分为三类。一类是发热但对BDU壳体温度分布影响较小的部件赋予体积热源,如继电器和熔断器,通过试验单独测出继电器和熔断器的发热功率map导入CFD模型中;另一类是发热但对BDU壳体温度分布影响较大的部件赋予BDU运行工况曲线(I-t曲线),如铜排;另外,还需考虑零部件之间的接触电阻,在铜排之间的接触区域赋予接触电阻;在继电器与铜排之间、熔断器与铜排之间的接触部分添加接触热源。
S45、提交计算
具体地:各项参数均设置完成后将模型提交计算,根据实际工作需要可选取多个线程并行求解以缩短计算时间。
S46、输出报告
具体地:根据仿真模型计算结果,输出仿真分析报告,报告中包括仿真分析过程及主要结论。
由此可知,本实施例依据BDU本体的几何参数构建BDU热仿真模型,从而可依据BDU热仿真模型对不同工况下BDU本体的温度分布进行热预测,进而有效提高BDU本体的温度分布的精确度。
图5为本申请又一实施例提供的一种车辆电池***的温度分布处理方法的流程示意图,参见图5,所述方法具体可以包括如下步骤:
S51、BDU几何参数
具体地:收集BDU几何参数,包括BDU本体中各零部件的CAD几何模型及其所在电池***的装配几何模型。
S52、建立BDU网格模型
具体地:将BDU的CAD几何模型进行适当简化,去除螺栓、螺母、线束等小的零部件,取消零部件中的拔模圆角等小倒角。将零部件按正确的方式装配完成后导入CFD仿真软件中,划分CFD网格模型。网格模型中除了BDU本体固体部分外,还应包含BDU内部的空气部分。
S53、物理模型设置
具体地:固体之间通过热传导传递热量,固体和空气之间通过对流换热进行热交换。设置好所有零部件的热物性参数(密度、比热容、热传导系数,对于导电铜排还需包含导电率)。设置所有零部件的初始条件(温度、流速等)。根据具体的试验环境设置模型的边界条件,BDU一般安装在Pack内部,与外界的换热边界符合第三类边界条件,将边界设置为温度和对流换热系数。
S54、热源设置
具体地:梳理出BDU在工作过程的发热源并进行分类,根据热源对BDU外壳尤其是下盖温度分布的影响程度可分为三类。一类是发热但对BDU壳体温度分布影响较小的部件赋予体积热源,如继电器和熔断器,通过试验单独测出继电器和熔断器的发热功率map导入CFD模型中;另一类是发热但对BDU壳体温度分布影响较大的部件赋予BDU运行工况曲线(I-t曲线),如铜排;另外,还需考虑零部件之间的接触电阻,在铜排之间的接触区域赋予接触电阻;在继电器与铜排之间、熔断器与铜排之间的接触部分添加接触热源。
S55、耦合计算
具体地:参见图6,假设某电池***结构示意图如图6所示,BDU 2集成在电池***1内,电池***中有4排模组,分别为模组3、模组4、模组5、模组6,BDU 2位于模组3上方。在快充或超级快充过程中,大电流流过BDU 2后会产生大量热量造成BDU 2自身温度急剧上升。高温BDU 2对周边模组有加热作用从而造成周边模组的散热性能变差。由于BDU 2与模组3、模组4、模组5、模组6之间的距离依次递增,即距离模组3最近,距离6最远,因而BDU 2的高温对模组3的散热影响最大,对模组4、模组5、模组6的影响依次减少。受此影响,模组3的温度会高于模组6的温度,如果温差过大,势必会对电池包充放电性能和寿命产生负面影响。
因此,基于与上述步骤S51-S54公开的BDU热仿真模型的创建过程的相似过程,建立电池包CFD热仿真模型,模型中包括模组3、模组4、模组5、模组6,但不含BU部分。然后,在电池包CFD模型与BDU模型交界面处设置Interface,通过Interface进行热量交换。计算过程中将电池包热仿真模型的Interface处热边界赋给BDU仿真模型,然后将BDU热仿真模型的Interface处热边界赋给电池包仿真模型,迭代求解直至设置的物理时间终止,输出电池包热仿真分析报告。
基于此,本实施例通过依据电池***中各模块本体的几何参数构建BDU热仿真模型和电池包热仿真模型,从而可仿真分析不同工况下BDU发热情况对电池***的影响以及仿真分析不同工况下电池***的温度分布。
在上述任一实施例的基础上,本实施例还提供了预测BDU/电池***在工作过程中的温度分布的验证实验,并从实验验证的角度证明上述任一实施例提供的热仿真模型的有效性,具体地:
首先,参见图7a所示的温度分布的轴侧试图(左图)和仰视图(右图),将依据热仿真模型预测出来的结果与试验结果进行对比,高低温温度分布完全一致,说明本方法可以用于预测BDU在工作过程中的温度分布。进一步地,参见图7b所示的BDU内铜排温度分布云图,可以分析出造成下盖高低温分布不均的原因,主要是由于铜排的温度分布不均造成的。BUD安装在模组上方,对下方模内的电芯有加热作用,Pack内温度场显示,BDU下盖温度高区域下方的电芯最高温度,与Pack下线检测试验吻合。若不考虑BDU发热,BUD下方模组内的电芯温度与其他模组内的基本相同与试验结果不符。综上所述,本BDU温度预测方法可信,能正确预测BDU本体高低温分布,对Pack内电芯温度分布的影响也能给出技术支持,具有先进性。
图8为本申请一实施例提供的一种车辆电池***的温度分布处理装置的结构示意图,参见图8,所述车辆电池***的温度分布处理装置具体可以包括:
获取模块801,用于获取配电盒BDU的几何参数,所述几何参数包括所述BDU中各零部件的几何模型和各零部件之间的位置关系;
模型构建模块802,用于依据所述BDU的几何参数构建BDU网格模型;
处理模块803,用于配置所述BDU网格模型中各零部件的热物性参数、所述BDU网格模型的换热边界和所述各零部件中的热源零部件,得到BDU热仿真模型;
仿真模块804,用于基于所述BDU热仿真模型,仿真分析所述BDU在不同工况下的温度分布。
可选的,装置还包括:
简化模块,用于对所述BDU中各零部件的几何模型进行简化处理;
其中,所述简化处理至少包括:去除预设类型的零部件的几何模型、简化零部件的几何模型。
可选的,所述BDU网格模型包括:所述BDU的各零部件的几何模型和所述BDU的各零部件的几何模型之间的空气模型。
可选的,所述处理模块803,用于确定所述各零部件中热源零部件;对所述热源零部件进行分类处理并配置各类热源零部件对应的发热参数。
可选的,所述热源零部件至少包括:
第一类热源零部件,所述第一类热源零部件发热且与所述BDU的壳体之间的距离大于预设阈值;
第二类热源零部件,所述第二类热源零部件发热且与所述BDU的壳体之间的距离小于预设阈值;
第三类热源零部件,所述第三类热源零部件为存在接触电阻的零部件。
可选的,所述处理模块803,具体用于:
配置所述第一类热源零部件对应的发热参数为发热功率;
配置所述第二类热源零部件对应的发热参数为运行工况对应的电流-时间曲线;
配置所述第三类热源零部件对应的发热参数为零部件之间的接触电阻。
可选的,装置还包括:
仿真模块,用于确定用户选择的待仿真工况对应的各类热源零部件对应的发热参数值,和/或,用户输入的各类热源零部件对应的发热参数值;将确定的各类热源零部件对应的发热参数值输入所述BDU热仿真模型,得到仿真结果。
可选的,装置还包括:
散热仿真模块,用于构建所述车辆电池***中除所述BDU之外的其他模块的热仿真模型;基于所述BDU热仿真模型的热边界和所述其他模块的热仿真模型的热边界,仿真所述车辆电池***在不同工况下的温度分布。
基于此,本实施例通过依据电池***中各模块本体的几何参数构建BDU热仿真模型和电池包热仿真模型,从而可依据BDU热仿真模型对不同工况下BDU本体的温度分布进行热预测,进而有效提高BDU本体的温度分布的精确度。
另外,对于上述装置实施方式而言,由于其与方法实施方式基本相似,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施方式的部分说明即可。而且,应当注意的是,在本申请的装置的各个部件中,根据其要实现的功能而对其中的部件进行了逻辑划分,但是,本申请不受限于此,可以根据需要对各个部件进行重新划分或者组合。
图9为本申请一实施例提供的一种电子设备的结构示意图,参见图9,该电子设备包括处理器、内部总线、网络接口、内存以及非易失性存储器,当然还可能包括其他业务所需要的硬件。处理器从非易失性存储器中读取对应的计算机程序到内存中然后运行,在逻辑层面上形成车辆电池***的温度分布处理装置。当然,除了软件实现方式之外,本申请并不排除其他实现方式,比如逻辑器件抑或软硬件结合的方式等等,也就是说以下处理流程的执行主体并不限定于各个逻辑单元,也可以是硬件或逻辑器件。
网络接口、处理器和存储器可以通过总线***相互连接。总线可以是ISA(Industry Standard Architecture,工业标准体系结构)总线、PCI(PeripheralComponent Interconnect,外设部件互连标准)总线或EISA(Extended Industry StandardArchitecture,扩展工业标准结构)总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示,图9中仅用一个双向箭头表示,但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
存储器用于存放程序。具体地,程序可以包括程序代码,所述程序代码包括计算机操作指令。存储器可以包括只读存储器和随机存取存储器,并向处理器提供指令和数据。存储器可能包含高速随机存取存储器(Random-Access Memory,RAM),也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory),例如至少1个磁盘存储器。
处理器,用于执行所述存储器存放的程序,并具体执行:
获取配电盒BDU的几何参数,所述几何参数包括所述BDU中各零部件的几何模型和各零部件之间的位置关系;
依据所述BDU的几何参数构建BDU网格模型;
配置所述BDU网格模型中各零部件的热物性参数、所述BDU网格模型的换热边界和所述各零部件中的热源零部件,得到BDU热仿真模型;
基于所述BDU热仿真模型,仿真分析所述BDU在不同工况下的温度分布。
上述如本申请图8所示实施例揭示的车辆电池***的温度分布处理装置或管理者(Master)节点执行的方法可以应用于处理器中,或者由处理器实现。处理器可能是一种集成电路芯片,具有信号的处理能力。在实现过程中,上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器,包括中央处理器(Central Processing Unit,CPU)、网络处理器(Network Processor,NP)等;还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、专用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuit,ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable GateArray,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。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。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。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成,或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器,闪存、只读存储器,可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器,处理器读取存储器中的信息,结合其硬件完成上述方法的步骤。
车辆电池***的温度分布处理装置还可执行图1-6的方法,并实现管理者节点执行的方法。
基于相同的发明创造,本申请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存储一个或多个程序,所述一个或多个程序当被包括多个应用程序的电子设备执行时,使得所述电子设备执行图1-6对应的实施例提供的车辆电池***的温度分布处理装置。
本申请中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于***实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
上述对本申请特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下,在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外,在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中,多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中,计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器,随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式,如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括,但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带,磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质,可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定,计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media),如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是,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、商品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、商品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、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、***或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
以上所述仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的范围之内。
Claims (10)
1.一种车辆电池***的温度分布处理方法,其特征在于,所述方法包括:
获取配电盒BDU的几何参数,所述几何参数包括所述BDU中各零部件的几何模型和各零部件之间的位置关系;
依据所述BDU的几何参数构建BDU网格模型;
配置所述BDU网格模型中各零部件的热物性参数、所述BDU网格模型的换热边界和所述各零部件中的热源零部件,得到BDU热仿真模型;
基于所述BDU热仿真模型,仿真分析所述BDU在不同工况下的温度分布。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述依据所述BDU的几何参数构建BDU网格模型之前,还包括:
对所述BDU中各零部件的几何模型进行简化处理;
其中,所述简化处理至少包括:去除预设类型的零部件的几何模型、简化零部件的几何模型。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述BDU网格模型包括:所述BDU的各零部件的几何模型和所述BDU的各零部件的几何模型之间的空气模型。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述配置所述各零部件中的热源零部件,包括:
确定所述各零部件中热源零部件;
对所述热源零部件进行分类处理并配置各类热源零部件对应的发热参数。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述热源零部件至少包括:
第一类热源零部件,所述第一类热源零部件发热且与所述BDU的壳体之间的距离大于预设阈值;
第二类热源零部件,所述第二类热源零部件发热且与所述BDU的壳体之间的距离小于预设阈值;
第三类热源零部件,所述第三类热源零部件为存在接触电阻的零部件。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述配置各类热源零部件对应的发热参数,包括:
配置所述第一类热源零部件对应的发热参数为发热功率;
配置所述第二类热源零部件对应的发热参数为运行工况对应的电流-时间曲线;
配置所述第三类热源零部件对应的发热参数为零部件之间的接触电阻。
7.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,在所述得到BDU热仿真模型之后,方法还包括:
确定用户选择的待仿真工况对应的各类热源零部件对应的发热参数值,和/或,用户输入的各类热源零部件对应的发热参数值;
将确定的各类热源零部件对应的发热参数值输入所述BDU热仿真模型,得到仿真结果。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:
构建所述车辆电池***中除所述BDU之外的其他模块的热仿真模型;
基于所述BDU热仿真模型的热边界和所述其他模块的热仿真模型的热边界,仿真所述车辆电池***在不同工况下的温度分布。
9.一种车辆电池***的温度分布处理装置,其特征在于,包括:
获取模块,用于获取配电盒BDU的几何参数,所述几何参数包括所述BDU中各零部件的几何模型和各零部件之间的位置关系;
模型构建模块,用于依据所述BDU的几何参数构建BDU网格模型;
处理模块,用于配置所述BDU网格模型中各零部件的热物性参数、所述BDU网格模型的换热边界和所述各零部件中的热源零部件,得到BDU热仿真模型;
仿真模块,用于基于所述BDU热仿真模型,仿真分析所述BDU在不同工况下的温度分布。
10.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括处理器和与所述处理器电连接的存储器,所述存储器用于存储计算机程序,所述处理器用于调用所述计算机程序以执行权利要求1-8任意一项所述的方法。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112818535A (zh) * | 2021-01-28 | 2021-05-18 | 北京车和家信息技术有限公司 | 建立电热仿真模型及获得电热仿真值的方法和装置 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8539408B1 (en) * | 2008-07-29 | 2013-09-17 | Clarkson University | Method for thermal simulation |
CN103413013A (zh) * | 2013-09-10 | 2013-11-27 | 上海航天电源技术有限责任公司 | 一种锂离子电池组***内电池单体的原位热仿真分析方法 |
CN105468878A (zh) * | 2016-01-07 | 2016-04-06 | 北京北交新能科技有限公司 | 一种通用锂离子动力电池包有限元仿真建模与设置方法 |
CN106650134A (zh) * | 2016-12-28 | 2017-05-10 | 上海航天电源技术有限责任公司 | 一种锂离子电池***热仿真方法 |
CN110110367A (zh) * | 2019-04-02 | 2019-08-09 | 南京四象新能源科技有限公司 | 一种电化学储能机柜热仿真方法及*** |
CN110147626A (zh) * | 2019-05-22 | 2019-08-20 | 兰州理工大学 | 电机热仿真方法、装置及电子设备 |
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 |
CN110765685A (zh) * | 2019-10-18 | 2020-02-07 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种电抗器多物理场耦合的仿真方法、装置及存储介质 |
-
2020
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Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8539408B1 (en) * | 2008-07-29 | 2013-09-17 | Clarkson University | Method for thermal simulation |
CN103413013A (zh) * | 2013-09-10 | 2013-11-27 | 上海航天电源技术有限责任公司 | 一种锂离子电池组***内电池单体的原位热仿真分析方法 |
CN105468878A (zh) * | 2016-01-07 | 2016-04-06 | 北京北交新能科技有限公司 | 一种通用锂离子动力电池包有限元仿真建模与设置方法 |
CN106650134A (zh) * | 2016-12-28 | 2017-05-10 | 上海航天电源技术有限责任公司 | 一种锂离子电池***热仿真方法 |
CN110110367A (zh) * | 2019-04-02 | 2019-08-09 | 南京四象新能源科技有限公司 | 一种电化学储能机柜热仿真方法及*** |
CN110147626A (zh) * | 2019-05-22 | 2019-08-20 | 兰州理工大学 | 电机热仿真方法、装置及电子设备 |
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 |
CN110765685A (zh) * | 2019-10-18 | 2020-02-07 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种电抗器多物理场耦合的仿真方法、装置及存储介质 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112818535A (zh) * | 2021-01-28 | 2021-05-18 | 北京车和家信息技术有限公司 | 建立电热仿真模型及获得电热仿真值的方法和装置 |
CN112818535B (zh) * | 2021-01-28 | 2024-01-02 | 北京车和家信息技术有限公司 | 建立电热仿真模型及获得电热仿真值的方法和装置 |
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