氢燃料电池汽车整车集成式热管理系统研究

有效的热管理对于燃料电池汽车（fuel cell vehicles,FCV）的高效运行至关重要。燃料电池汽车热管理多采用各子系统独立管理方式,然而这种独立的方式并不能很好地利用自身余热从而提高热管理效率和续航里程。对此,本文开发了一种利用燃料电池余热的整车集成式热管理（vehicle integrated thermal management,VITM）系统,采用热交换器进行一体化的VITM,实现燃料电池的余热回收和各部件高效的热管理,通过六通阀的集成设计实现各回路解耦的灵活管理。并在AMESim仿真平台上开展热管理的仿真研究。结果表明：本文开发的VITM系统能保持燃料电池汽车各部件稳定维持在规定的工作温度范围内;在-10℃的环境温度下,利用燃料电池余热作为热源的热泵空调给动力电池加热,与直接加热模式相比,加热时间缩短55%;给乘员舱加热的时间缩短85%,且能耗比（coefficient of performance,COP）值为4,能耗降低75%。     

降低车内噪声的声学包优化研究

针对某车车内噪声偏大的问题,对整车声学包进行了材料与声学性能方面的优化,并对优化后的零部件声学性能进行了对比测试,同时通过对整车车内声压级和语言清晰度进行了对比测试,测试结果表明,声压级降低了2dB(A)左右,语言清晰度提升了大约10%,达到了车内降噪的目的,提升了客户满意度。     

一种新型电动汽车动力热管理系统的设计及验证

文章阐述了在电动汽车中动力热管理系统的重要性,列出了目前电动汽车动力热管理系统存在的问题,介绍了一种新型电动汽车动力热管理系统的设计方案,并进行了整车安装与调试,适用于电动汽车三种回路的切换。     

应用于动力电池热管理的重力型热管仿真研究

针对应用于车用动力电池热管理的重力型热管开展了建模与仿真研究,采用控制变量法分析了不同充液率、内壁面接触角和初始压力对热管启动性能与换热特性的影响。结果表明,随着充液率的增大,传热性能在提升,当充液率为85.7%时传热速率达到峰值。随着接触角的增大,传热性能在降低,当接触角为60o时传热速率达到峰值。随着初始压力的增大,传热性能在降低,当初始压力为3 361 Pa时传热速率达到峰值。     

一种用于动力电池热管理的均温液冷板

动力电池热管理的目标不仅是保证电池模组在合适的温度范围内工作,而且要尽量保证模组内部温度均匀。液冷板是电池模组主动液体冷却系统的一个重要组成部分,此前对电池热管理的研究大多集中在液冷板流道结构及冷板排布方式对电池模组温度分布的影响,而忽略了冷却液的沿程温升对模组温度均匀性的影响。根据间壁式传热原理,提出采用液冷侧非线性强化传热的方式,以实现热源侧壁面温度均匀分布的均温液冷板结构。以某一动力电池模组液冷散热要求为例,构建了非线性传热强化液冷均温板模型,并进行了相应的数值模拟。结果表明,提出的均温液冷板能有效实现动力电池模组均温性要求。     

重型牵引车发动机舱的热管理仿真优化

以某款重型牵引车发动机舱为研究对象,建立了三维整车仿真分析模型,并对发动机舱的流场进行分析。针对原方案存在热风回流严重、散热器风速不均匀及风扇流量不足的问题,提出了增加热风回流挡板、改用环形风扇等改进措施。结果表明：经过仿真分析,优化措施改善了发动机舱内流场,解决了冷却常数不满足要求的问题,达到了预期的换热效果;试验结果与仿真分析结果一致,验证了仿真计算结果的准确性。     

基于整车的AGM电池热管理性能优化

某乘用车AGM蓄电池开发过程中,经过整车台架试验,发现在某环境下电解液温度达到81℃,超过其温度限值75℃。通过Fluent 13.0仿真分析软件和整车对比试验,对增加电池隔热保护套、在蓄电池前增加导流板和增加前端格栅开口面积的3种优化方案进行对比分析和验证。结果表明,增加前端隔栅开口面积的方案最佳,可使电池电解液温度降低到75℃以下。     

蜂巢式液冷电池模块传热特性的试验研究

为4 A·h的21700型锂离子电池研发了蜂巢式液冷电池模块,并通过搭建的试验平台测定其充/放电过程的传热特性。结果表明:在25℃环境温度下,0.5C恒流恒压充电和1C恒流放电过程中,电池模块的最大温差均被控制在2℃以内;40℃环境温度下,1C恒流放电过程中,当冷却液流量大于1 L/min时电池模块的最大温差能保持在所要求的5℃以内。说明蜂巢式液冷电池模块冷却性能优良,可为未来电池热管理方案的设计提供技术支撑。     

基于迭代动态规划的动力电池组热管理优化策略

动力电池在电动汽车行驶过程中不断产热,持续高温会降低电池的使用寿命,危害汽车的运行安全。因此,采取高效、节能的冷却优化策略,提高动力电池工作效率十分必要。本文基于电池的生热特性和牛顿冷却定律建立电池组集中质量热模型,并与AMESim中建立的电池液冷系统模型进行对比,验证其准确性。针对电池热管理系统的高度非线性与时变性,提出一种在多维搜索空间迭代逼近最优值的迭代动态规划（IDP）策略。通过MatLab-AMESim联合仿真对比,证明了此方法以最小的能耗对电池组温度进行快速冷却,且冷却液流速稳定,验证了IDP优化策略的高效性与节能性。     

一种电动商用车热管理系统的设计研究

一种纯电动重型商用车热管理系统,采用电控三通阀方案控制PTC加热循环系统和电机冷却循环系统回路的开启及关闭,将驱动电机冷却循环系统作为辅助采暖装置。采用此方案后,可有效降低PTC的开启时间,从而降低整车在特定工况下的能耗,有效延长车辆在特定工况下的续航里程。     

基于热管理的两栖车辆冷却系统改进研究

针对两栖车辆冷却系统散热技术的研究现状,并结合两栖车辆自身的结构特点,分析了原有冷却系统的缺陷.结合两栖车辆热管理技术研究内容及方向,运用热管理技术对某型两栖车辆冷却系统的结构进行了改进,达到了改善其冷却系统性能的目的.     

单束热管的电池热管理模组低温预热特性研究

为改善低温环境下锂离子动力电池性能,本文提出一种基于单束热管的动力电池热管理低温预热模组结构。在对单体电池进行产热模型试验验证的基础上,采用数值计算的方法,研究热管蒸发段预热方式、加热液体的入口温度和环境温度对模组内电池的升温特性影响。     

基于不同热管理方案的动力电池低温动力性研究

动力电池在低温环境中功率特性变差和充放电效率下降是制约电动汽车发展的因素之一。为提升动力电池低温动力性,基于AMESim的1D仿真模型对不同热管理方案下动力电池目标功率的持续时间进行了研究。结果表明,动力电池预加热方案在一定程度上提升了动力电池低温动力性,但是预加热方案不仅受预加热电量来源、动力电池初始SOC以及环境温度的影响,还会在动力电池初始SOC较高时造成电量浪费;动力电池预加热+行驶加热方案不仅能提升动力电池低温动力性,还可以避免动力电池在初始SOC较高时进行预加热造成电量浪费。通过不同热管理方案下动力电池低温动力性的研究,对电动汽车低温行车过程中热管理方案提供一定的指导。     

基于温耗比的重型柴油发动机排气热管理试验研究

对缸内燃烧喷射参数、进气节流阀和电控放气阀提升排气温度的规律进行研究,提出温耗比的概念用于表征经济性和排气温度提升效率,针对全球统一瞬态试验循环（WHTC）工况下冷态污染物排放量高的问题,通过分析提温幅度与加热时长的关系,优化了热管理控制策略。试验结果表明：优化后在油耗保持基本不变的前提下,冷态WHTC工况下的涡轮后平均排气温度提升了13℃,尿素喷射提前了63 s,NOx比排放量降低了32%;10%负载的车载排放检测系统（PEMS）测试中,在满足国家第六阶段污染物排放标准的基础上,涡轮后平均排气温度提升了17.8℃,台架PEMS试验油耗降低了3.7%。     

基于柴油机排气热管理的喷油策略控制试验研究

为有效满足柴油机中低转速、中小负荷工况下颗粒捕集器(DPF)主动再生时的工作温度需求,利用发动机台架试验研究了中低负荷稳态工况下主喷正时、近后喷及次后喷参数等排气热管理主动控制措施对缸内燃烧过程、排气热状态及排放性能的影响规律。稳态试验结果表明:推迟主喷提前角缩短了滞燃期,燃烧持续期延长,缸内最高燃烧压力及峰值温度下降,瞬时放热率峰值减小且燃烧重心后移,同时燃油消耗率及烟度略有增加,DOC入口温度提升也不明显;引入近后喷使得缸内最高燃烧压力降低,但放热率第二峰值及后燃期有所增加,近后喷油量与主-近后喷间隔角的合理匹配能适当提高DOC入口温度,最高增幅可达19.3%,同时也能有效改善NOx排放和烟度;次后喷油量的增加能显著提升DPF入口温度,最大增幅达70%,但会导致燃油消耗率及HC逃逸量增加。依据样机全工况排温分布状态提出各区域升温喷油控制策略:低负荷区域采用"近后喷+次后喷"的喷油组合,并且采用较大喷油量;中大负荷区域逐渐减少近后喷,直至无近后喷,同时将主喷适当提前。