新能源汽车动力电池热管理技术浅析

近年来,随着工业技术的发展,新能源汽车的技术发展也越来越成熟,在外部环境和内部环境的推动下,新能源汽车市场规模也逐渐增大。电池作为新能源汽车中最重要的零部件,它的寿命和使用效率决定了汽车使用性能。其中对电池寿命影响重要因素之一就是它的工作温度,为了使电池始终处于一个合适的温度范围内,电池的热管理技术就显得尤为重要。本文就新能源汽车电池的热管理系统技术展开分析。     

车用燃料电池热管理性能仿真与试验研究

热管理是影响燃料电池性能与寿命的重要因素之一,其中燃料电池热管理系统设计与建模是研究的难点.首先用理论推导方法建立燃料电池的热模型,并通过台架试验验证该模型的准确性.其次建立整车燃料电池热管理系统一维仿真模型,对影响电堆出水温度的风速和风温两个因素进行灵敏度分析.最后通过仿真计算,分析3种典型工况下电堆的出水温度,并开...     

热管在燃料电池热管理中的应用

质子交换膜燃料电池（PEMFC）采用风冷、液冷等热管理技术,可有效传递电池多余热量。但是,需要辅助工作来驱动流体的流动,这无疑降低了电池的总功率。脉动热管（PHP）作为一种新型散热装置,由于其紧凑性,快速传热,并且没有辅助工作支持,可以在PEMFC中提供有效的热管理。     

热管耦合风冷在锂离子电池热管理系统的应用

功率型锂离子电池具有功率密度高、充放电稳定性好、循环寿命长等特点,已广泛应用于电动汽车。随着功率输出的增加,发热的增加会显著影响电池性能,因此,电动汽车中锂离子电池的热管理非常重要。而基于热管的电池热管理系统具有结构紧凑、灵活、成本低、导热系数高等优点,本文讨论热管耦合风冷在锂离子电池热管理系统中的应用,来增强锂离子电池的热性能。     

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。     

动力电池包热管理设计与优化分析

针对动力电池包热管理中系统温度不均匀的问题,本文以某款液体循环冷暖一体化热控方式的电池包为研究对象,通过Ansys-fluent对其液冷回路进压降仿真,并优化液冷回路,最后通过实验验证优化前后系统的散热/加热性能,得出流量均匀性越好在液冷和液热时,电池包内电芯间的温差越小,散热以及加热效率更高。为后续热管理设计可将流道的设计作为重点考察对象进行优化。     

动力电池低温热管理系统评价技术研究

电动汽车的普及对动力电池相关的技术提出了更高的要求,使电池保持在合适温度区间工作的动力电池热管理 系统已经成为各大厂商的核心技术需求。由于锂离子电池在冬季低温环境下性能下降、寿命衰减尤为明显,低温热管理 技术更是近年来动力电池研究的重点。从锂离子电池在低温环境中的性能劣化机理出发,对低温热管理系统的发展现状 进行了综述,并结合最新研究进展,归纳了一套电动汽车低温热管理评价方法。     

某前置后驱车型发动机舱热管理优化

本文基于某前置后驱车型整车开发,运用流体力学方法对该车型发动机舱进行流场分析、温度场分析,并根据分析结果提出优化发动机舱热管理的措施.通过仿真分析及实车验证结果表明,增加散热器和中冷器导风板、优化前格栅开口、增加下盖板导风板等热管理优化措施明显提高了冷却系统进风量、降低了变速器表面受热温度,成功解决了某前置后驱车型的热...     

混合动力汽车动力电池热管理系统流场特性研究

为改善电池组的温度均匀性,对混合动力汽车电池热管理系统提出了两种局部结构的变动途径,一种是改变通道的宽度,另一种是改变空气进出口处集流板的倾斜角度.利用FLUENT软件对15种结构变动方案的流场进行模拟计算,详细分析了结构变动对流速分布的影响,比较了两种结构变动途径的作用机理.最后,选出流速均匀性相对最好的结构方案,试验验证表明该方案的温差满足设计要求.     

低温环境下纯电动汽车动力电池热管理方法

纯电动汽车动力电池在低温环境下会出现工作效率急剧下降的问题,文章针对该问题设计了相应的热管理方案。低温环境下,在电动汽车电机开始工作之前,采用带反馈调节功能的正温度系数（PTC）加热系统进行汽车动力电池预加热。通过四通阀将冷却液的电池与电机回路相通,构成了新的循环回路。电机开始运转之后,比较低温下PTC加热系统、电机余热分别对电池进行加热,与二者协同作用下电池温度的变化情况,发现PTC+驱动系统余热加热模式加热效率高,能量消耗少,因此,提出低温热管理方法,通过冷却液循环系统利用PTC加热系统与电机产生的热量对电池进行加热或保温。为弥补纯电动汽车单一能源的不足,以上热管理方法的能量来源于蓄电池-超级电容混合储能系统,保证电动汽车蓄电池的电量不会因热管理系统的消耗而大打折扣。     

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。     

纯电动汽车非热泵型整车热管理系统的控制方法

基于V字形开发模式,开发了满足整车热管理需求的非热泵型整车热管理系统,取得了良好的改善效果.在此系统中采用了低温下的电机余热利用等改善措施,与目前电动汽车普遍采用的PTC电加热方式(不带电机余热)相比,能够显著地增加电动汽车低温续驶里程.     

动力蓄电池风冷热管理系统的研究

对120节6A.h镍氢电池进行热管理系统的结构设计。利用均匀送风理论,对热管理系统中空气流速的均匀性做了深入分析。研究了电池组倾角、空气流量和风道开孔等结构参数对空气流速的影响。根据研究结论,通过改变电池包的结构和调节电池周围空气的流速,提高了蓄电池的可靠性、耐久性和电池成组后的体积比功率。     

往复流散热方式的锂离子电池热管理

为解决电池模块内部单体电池间的温度不均匀性而影响电池的使用性能和寿命的问题,本文中采用了一种往复流冷却方式,使冷却空气流动方向周期性逆转,以降低单向流空气冷却方式时单体电池沿空气流方向的温度梯度。结果表明,采用往复流冷却方式后,在1C和13.33C放电倍率下,电池温度均匀性分别提高了12.1%和62.4%,电池模块的使用性能和安全性得到改善,电池使用寿命得以提高。同时,文中还利用计算流体动力学虚拟试验与正交优化相结合,对影响往复流散热性能的往复流入口的速度与温度和往复周期3个参数进行了优化,并揭示了它们对电池最高温度和温差的影响规律。     

纯电动汽车热泵型整车热管理系统开发技术研究

按照V字型开发流程,对热泵型整车热管理系统开发涉及到的功能性能定义和分解、系统设计和匹配、仿真、控制系统开发、标定和试验验证等各项关键开发技术进行了深入研究,为纯电动汽车热泵型整车热管理系统的集成开发打下了良好的基础。     

新型冷却结构在电池热管理中的分析与优化

针对传统液冷电池包内电池组散热不充分及表面温度一致性较差的问题,本文设计了一种基于风冷和液冷耦合 冷却策略的新型电池包结构,利用Catia软件建立三维模型并运用Fluent软件进行仿真,研究结果表明,相较于单一液冷 结构在2 C和2.5 C放电倍率下存在电池组过热问题,风冷液冷耦合的冷却结构在不同放电倍率下将最高温度和最大温差 分别控制在45 ℃和5 ℃以内。探究了不同流体进口速度对电池组散热的影响,并选取风速5 m/s,冷却液流速0.5 m/s的 最佳配合,在此基础上对流道进行针对性的优化,优化后电池组在同一工况下最高温度从27.95 ℃下降至26.82 ℃。这种 新型结构将为后续的电池的热管理设计提供新思路。     

考虑电池热管理的复合电源电动汽车功率分配控制策略

为提升高温环境下电源系统的综合效率,通过分析电动汽车热管理和能耗模型,提出一种考虑电池热管理的复合电源电动汽车功率分配控制策略,并在CATC、NEDC工况下分别与单一电源电动汽车和采用常规策略的复合电源电动汽车进行对比仿真。结果表明,相对于单一电源,采用复合电源方案的电动汽车电源系统能量回馈提升3.6%以上,综合能耗降低3.3%以上,电池最终温度下降3.51℃以上;相对于采用常规策略的复合电源电动汽车,考虑电池热管理的复合电源功率分配控制策略提升超级电容参与度,使复合电源系统能量回馈提升1.8%左右,综合能耗降低1.2%左右,电池最终温度降低1.25℃左右,从而验证了该策略的有效性。