新能源汽车电池PACK铜排连接的理论分析

江阴银龙新能源科技了解电池连接专家新能源PACK铜棒的理论计算和仿真分析. 在新能源电池组中600a电流需多大铜排，我们经常考虑使用铜条来承载正或负功率电流输入或输出，并且铜条的设计基本上围绕能量输入和输出的早期阶段来满足PACK. 在初中物理学中，我们研究了欧姆定律. 从这一观点出发，任何导线都必须承受温度问题，该问题是由导体的电阻和承载电流时的电流的相互影响引起的. 温度可能很高，高达数百℃，但是在这样的高温环境中，整个系统的绝缘和温度设计能否满足需求？能行吗同意当然是不可接受的，因为系统的所有材料都是由高温材料制成的，这是不现实的. 即使它们被设计，它们也很昂贵并且不符合市场规律. 既然是这种情况，我们在设计铜排时必须首先弄清楚的问题是整个电源的载流量. 在PACK充电和放电参数中，我们必须考虑两个参数，第一个是连续充电和放电的最大电流，第二个参数是充电和放电峰值电流的大小和持续时间. 这个问题很明显. 我们的设计必须经过设计和计算才能满足要求的功能参数，但是如果不满足这两个参数，我们可以肯定地说它已经完成. 我们仍然需要进一步考虑满足此功能参数. 周围的环境是什么，相互影响吗？

接下来，给出一个简单的示例，为您提供概念上的介绍. 假设我们电池组的连续充电和放电电流为200A，峰值电流为600A，持续15s. 根据GB 7251.1表11中的推荐表，截面积为95mm2，额定载流量为200-225A. 参照该标准600a电流需多大铜排，铜排的截面积需要大于95mm2，因此铜排设计为40 * 2.5，即100mm2. 根据额定电流选择的铜排规格，验证峰值电流: 根据GB3906-1991附录F中的公式: S =（I / a）（t /△θ）1/2确定母线最小的横截面. S = I / a *√（t /△θ）= 600/13 *√（15/180）= 13.3 mm2 I是额定短时耐受电流; a为材料系数，铜为13，铝为8.5； t是额定短路持续时间； Δθ是温度上升（K）. 通过以上计算可以得出，当满足额定电流时，峰值电流可以完全满足要求. 至此，应该可以结束了. 这些理论计算似乎已足够，但仍不实用，因为我不知道实际温度是多少. 是否是我们想要的结果尚不清楚. 如果您想知道，一个是实验，另一个是模拟. 下面我们仍然进行初步的仿真分析.

我们将铜条的长度，宽度和厚度设置为250 * 40 * 2.5（mm）. 根据公式R =ρL/ S，我们计算出铜条的电阻R = 1.75×10-8X0.25 /（100X10-6）=0.00004375Ω;从额定电流200A计算出功率损耗P = I？ R = 1.75瓦. 使用流体模拟软件，我们将额定电流下的功率输入到模拟软件中，其中流体是25°C的静态封闭空气，并且铜排表面的温度约为32.55°C，如图所示. 图1；另的空气容易受到辐射，温度会升高，如下图2所示. 通过铜棒本身的温度和周围的辐射温度，我们可以进一步分析周围设备的影响. 如果温度敏感设备安装在铜排附近，则必须进一步分析该位置是否合适. 图1.铜条表面的问题. 图2.铜条周围的空气温度. 在对流体进行三维模拟之后，进行了另一个系统参数模拟，我们获得了以下曲线. 图3.铜棒表面温度随时间的变化. 从变化曲线来看，与流体分析相比，一个温度为32.55℃，而另一个温度为37.69℃. 不同软件之间的分析和边界可能会导致一定的温度误差. 我们可以忽略此错误，因为这是仿真的结果. 该结果需要与实验进行比较，以相互验证，从而实现理论与实践的结合. 通过试验来纠正模拟模型，以达到后续推广类似案例的目的，从而降低了成本和周期测试当然不会带来太多其他经济利益，也不是本文的主要研究方向.

上面提到的铜棒表面在额定电流下的温度变化，还没有提到峰值电流模拟. 吸引人的峰值电流的边界条件是600A和15S. 这实际上是不完整的，并且缺少间隔时间. 该间隔时间与PACK放电的控制参数有关. 我们将其设置为1分钟. 获取以下输入边界曲线. 图4.峰值电流输入曲线在系统参数仿真中，我根据该参数进行设置，并得到以下铜棒表面的温度变化曲线. 图5.铜棒表面的温度变化曲线根据通过峰值电流冲击获得的铜棒表面的温度曲线，我们知道了表面温度变化的近似趋势. 温度天平的最高温度为59.1℃. 该结果看起来与通过峰值电流计算出的横截面截然不同. 那是因为边界输入不一致，实际上在工作条件下会有峰值电流，我们应该更多地根据极限工作条件进行分析和设计，当满足峰值电流和额定电流时，更应该考虑工作条件的影响累积温度. 关于铜棒的设计分析，已经到了尽头，应该得出结论. 似乎无话可说. 让我简单地说一下，关于搭接接触电阻，铜棒的设计已被忽略. 这个问题仍然有点复杂. 我稍后再分享. 同样，最重要的是，PACK中的温度设计分析非常重要. 长期高温环境对某些设备和电池的寿命有很大影响，因此在分析温度时应谨慎设计.

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