发布时间：2021-01-19点击：3717
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， ，，， ，那么旺财28官网铜排的设计， ，，， ，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。。。。。。
假设旺财28官网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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