发布时间：2021-01-19点击：3713
在新能源电池pack中，，，，，我们经常唬�；；；；；峥悸抢猛懦性卣憾Φ缌鞯氖淙牖蚴涑觯�，，，，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，，，，，那么恒行3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。。。。 。。。。
假设恒行3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�；；；；；褂校�，，，，***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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