发布时间：2021-01-19点击：3582
在新能源电池pack中 ，，，，，，，，我们经常唬�； ；；；；峥悸抢猛懦性卣憾Φ缌鞯氖淙牖蚴涑� ，，，，，，，，而铜排的设计根本都是围绕着满足PACK的的能量输入及输出的前期下进行的。。。。。。。。
在初中物理 ，，，，，，，，我们就学习过欧姆定律 ，，，，，，，，从这点来看 ，，，，，，，，任何的导线在承载电流的时候 ，，，，，，，，必然面临着导体本身的电阻与电流相互影响导致的温度问题 ，，，，，，，，温度可能会很高 ，，，，，，，，几百℃ ，，，，，，，，但是在这样的高温环境中 ，，，，，，，，整个系统的绝缘、耐温等设计都能满足需求吗？？？？？？能够正常工作吗？？？？？？答应肯定是不行的 ，，，，，，，，因为系统的所有材料都选用高温材料 ，，，，，，，，那是不现实的 ，，，，，，，，即便设计出来了 ，，，，，，，，也是高成本的 ，，，，，，，，不符合市场的规律。。。。。。。。
既然如此 ，，，，，，，，那么尊龙凯时铜排的设计 ，，，，，，，，首先要搞定清楚的***个问题是 ，，，，，，，，整个动力的载流大小。。。。。。。。在PACK的充放电的参数中 ，，，，，，，，有两个参数是我们必须考虑的 ，，，，，，，，***个是持续充放电的***大电流 ，，，，，，，，第二个参数是充放电的峰值电流大小及持续时间。。。。。。。。
这个问题显而易见 ，，，，，，，，我们设计肯定是要满足上诉的功能参数进行设计计算的 ，，，，，，，，但是不是满足了这两个参数我们就可以放心大胆的说搞定了 ，，，，，，，，我们还需要进一步思考的是满足这个功能参数下 ，，，，，，，，周围环境是怎么样的 ，，，，，，，，相互之间有没有影响。。。。。。。。
接下来 ，，，，，，，，举个简单的例子 ，，，，，，，，为大家进行概念性的介绍。。。。。。。。
假设尊龙凯时电池包持续充放电的电流***大为200A ，，，，，，，，峰值电流为600A,15s。。。。。。。。
根据GB7251.1表11中的推荐表格 ，，，，，，，，截面积95mm2 ，，，，，，，，额定载流为200-225A ，，，，，，，，参考这个标准 ，，，，，，，，铜排的截面积需大于95mm2 ，，，，，，，，故铜排设计为40*2.5 ，，，，，，，，即100mm2。。。。。。。。由额定的电流情况选定的铜排规格 ，，，，，，，，我们再去验证峰值电流的情况：
根据GB3906-1991 ，，，，，，，，附录F中公式：S=（I/a）(t/△θ)1/2来确定母线的***小截面。。。。。。。。S=I/a*√(t/△θ)=600/13*√（15/180）=13.3mm2
I是额定短时耐受电流；；； ；；；；a是材质系数 ，，，，，，，，铜为 13 ，，，，，，，，铝为8.5；；； ；；；；
t是额定短路持续时间；；； ；；；；△θ是温升（K）
上诉的计算 ，，，，，，，，我们可以得出结论 ，，，，，，，，在额定电流满足的情况下 ，，，，，，，，峰值电流是完全可以满足要求的。。。。。。。。
到这一步 ，，，，，，，，应该是可以结尾了 ，，，，，，，，这些理论计算 ，，，，，，，，看上去很充分 ，，，，，，，，但是还是不踏实 ，，，，，，，，因为不知道在实际的温度情况是怎么样？？？？？？是否是我们想要的结果 ，，，，，，，，不得而知。。。。。。。。要想知道 ，，，，，，，，一种是做试验 ，，，，，，，，另外一种便是仿真。。。。。。。。下面我们还是进行一个初步的仿真分析。。。。。。。。
我们把铜排的规格长宽厚 ，，，，，，，，分别定为250*40*2.5（mm）。。。。。。。。
由公式R＝ρL/S ，，，，，，，，我们计算铜排的电阻R=1.75×10-8X0.25/（100X10-6）=0.00004375Ω；；； ；；；；由额定电流200A ，，，，，，，，计算损耗功率P=I?R=1.75W。。。。。。。。
利用流体仿真软件 ，，，，，，，，我们将额定电流下的功率 ，，，，，，，，输入到仿真软件中 ，，，，，，，，其中流体为静止封闭的25℃的空气 ，，，，，，，，我们得到铜排表面的温度约32.55℃ ，，，，，，，，如下图一；；； ；；；；此外周围的空气受到辐射 ，，，，，，，，温度将升高 ，，，，，，，，如下图二。。。。。。。。通过铜排本身的温度及周围的辐射温度 ，，，，，，，，我们可以进一步分析周围器件的影响。。。。。。。。假如在铜排附近安装有对温度敏感的器件 ，，，，，，，，这个时候我们就得进一步分析其位置是否合适。。。。。。。。
通过流体的三维仿真后 ，，，，，，，，再进行一次系统参数仿真 ，，，，，，，，我们得到下面曲线。。。。。。。。
从变化的曲线 ，，，，，，，，和流体分析进行对比 ，，，，，，，，一个温度是32.55℃ ，，，，，，，，后一个是37.69℃。。。。。。。。不同软件间的分析及边界 ，，，，，，，，可能导致温度有一定的误差 ，，，，，，，，这个误差我们是可以不考虑的 ，，，，，，，，因为这个是仿真的结果 ，，，，，，，，这个结果是需要与试验进行相互对比验证的 ，，，，，，，，从而达到理论与实际结合 ，，，，，，，，通过一次试验矫正仿真的模型 ，，，，，，，，达到后续类似的案例的推广 ，，，，，，，，从而降低试验成本及周期 ，，，，，，，，当然其他的经济效益就不多说 ，，，，，，，，不是本文主要的研究方向。。。。。。。。
上文讲了额定电流下 ，，，，，，，，铜排的表面的温度变化 ，，，，，，，，还没说峰值电流仿真的事情。。。。。。。。上诉峰值电流的边界条件为600A ，，，，，，，，15S ，，，，，，，，这个其实不完全 ，，，，，，，，缺少一个间隔时间 ，，，，，，，，这个间隔时间与PACK放电的控制参数有关 ，，，，，，，，我们这里姑且定为1min。。。。。。。。得到下面的输入边界曲线。。。。。。。。
在系统参数仿真里面 ，，，，，，，，我按照这个参数进行设置 ，，，，，，，，得到如下的铜排表面的温度变化曲线。。。。。。。。
根据峰值电流冲击得到的铜排表面的温度曲线 ，，，，，，，，我们知道表面温度变化的大概趋势 ，，，，，，，，温度平衡的***大温度为59.1℃。。。。。。。。这个结果与前面峰值电流计算的截面积看上去差距很大。。。。。。。。那是因为边界输入不一致 ，，，，，，，，我们实际上峰值电流是在工况里面出现的 ，，，，，，，，我们更多应该是根据极限工况进行分析设计 ，，，，，，，，满足峰值及额定电流的情况下 ，，，，，，，，更多应该是考虑工况下的累积温度的影响。。。。。。。。
关于铜排的设计分析 ，，，，，，，，已经到尾端。。。。。。。。简单说一下 ，，，，，，，，铜排的设计关于搭接接触电阻已经被忽略 ，，，，，，，，这个问题还是有点复杂 ，，，，，，，，后续有机会再分享。。。。。。。。唬�； ；；；；褂� ，，，，，，，，***重要的就是 ，，，，，，，，PACK里面的温度设计分析是很重要的 ，，，，，，，，长期的高温环境对部分器件及电芯的寿命影响较大 ，，，，，，，，所以设计对温度的分析应该谨慎。。。。。。。。
来源：懒人的奋斗你不懂公众号
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