发布时间：2021-01-19点击：3682
在新能源电池pack中，，，， ，，，我们经�；；；；；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。。。 。�；；；；；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
