混合动力客车电池包散热系统研究
【摘要】:
随着环境污染和能源紧缺问题的日益严重,混合动力汽车(HEV)的研究正受到越来越多的重视。作为HEV能量来源之一的动力电池,由于其工作性能和使用寿命同电池的工作温度有着密切的联系,因此对电池包的散热系统进行研究具有重要意义。
本文以SWB6116HEV混合动力客车的LiFePO_4电池包散热系统为研究对象,根据客车电池热管理的设计要求以及LiFePO_4电池的温度特性,通过实验和仿真的方法对散热系统进行了研究并做出了改进。本文的主要工作可以概括如下:
(1)分析了LiFePO_4电池的温度特性,在绝热条件下对单体电池进行了热参数测量实验,并编制了LabVIEW程序对温度数据进行了自动采集和记录。通过对实验数据的处理,得到了单体电池的发热功率关于电流强度的函数以及电池的等效比热容。此外,根据传热学中并联热阻和串联热阻的原理,计算出了电池沿三个正交方向的导热系数。
(2)利用Fluent软件对客车现有的、采用自然通风方式进行冷却的散热系统进行了CFD仿真计算,并通过实车实验对仿真进行了验证。将仿真结果同实验数据进行对比,两者基本吻合。可见通过CFD仿真计算,可以对电池包内的热流场做出比较准确的预测。此外结合实验及仿真的结果发现,现有散热系统无法在夏季极端气候条件下满足电池包的热管理设计要求,必须对其做出改进。
(3)为了减小冷却空气的流动阻力,增加空气流量,对现有散热系统提出三条改进措施:①在电池包的尾部增加冷却风扇,并从车厢中抽取冷却空气;②对电池包中的挡板结构进行改进;③拓宽电池间的冷却风道宽度。通过CFD计算对上述三条措施的改进效果分别进行了仿真。仿真结果显示,使用上述措施后,稳态时电池包内的最高温度将低于40℃,能够维持在LiFePO4电池的最佳工作温度范围内。
(4)根据城市工况下的实车实验数据,计算出了车载动力电池在重载情况下的峰值发热功率。根据上述数据的稳态仿真结果,对散热系统做了进一步的优化,在电池包尾部增加了备用冷却风扇。该风扇仅在电池包处于重载高负荷时工作,以便在短时间内提高电池包的散热能力。对该措施进行了稳态和非稳态仿真,模拟了电池包内温度的下降过程,证实了优化措施的有效性,并根据仿真结果选定了控制备用风扇的温度阈值。
|
|
|
|
1 |
陈守平,张军,方英民,梁毅;动力电池组特性分析与均衡管理[J];电池工业;2003年06期 |
2 |
边延凯;贾瑞庆;田爽;;锂离子电池组的均衡控制与设计[J];东北电力大学学报;2006年02期 |
3 |
韩广欣;韩金东;张秀军;刘兴福;;锂离子电池组均衡充电的研究进展[J];电池工业;2009年01期 |
4 |
钟华珍;降低高速砂轮主轴轴承润滑油温的散热系统[J];华中科技大学学报(自然科学版);1978年01期 |
5 |
李志忠;;电机散热系统故障引起氧压机停机的分析与处理[J];深冷技术;2009年05期 |
6 |
刘宇波;冉光宇;;GDG130型轮式多用工程车独立散热系统的改进设计[J];工程机械;2011年01期 |
7 |
朱雅轩;医院中心吸引-W_3型医用负压泵散热系统的革新[J];医疗装备;2000年02期 |
8 |
张力,谷操,王敬;坦克装甲车辆智能化散热系统技术[J];车辆与动力技术;2002年03期 |
9 |
曾立斌
,侯忠明;伸缩臂叉装车后置式发动机散热系统的设计[J];起重运输机械;2003年03期 |
10 |
廖建飞;VT-Flex100型印刷线退卷张力控制系统的改造[J];机械工程与自动化;2005年04期 |
11 |
赵献荣;刘玲;;大型振动压路机水、油散热方案试验研究[J];工程机械;2006年05期 |
12 |
甄胜祥;李理;徐广辉;江健;;高原型工程机械散热系统的改进与应用[J];工程机械;2009年03期 |
13 |
王伟;晏江;;热管在笔记本电脑散热设计中的模拟研究[J];制冷空调与电力机械;2009年05期 |
14 |
贺宝;张俊锋;王长胜;;解读装载机的独立散热系统[J];工程机械与维修;2008年03期 |
15 |
陈燕芬;;田昭武:促使纯电动汽车早日走入市场[J];今日科苑;2010年17期 |
16 |
严锦武;;独立散热系统在平地机上的应用[J];常州工程职业技术学院学报;2006年02期 |
17 |
宋代科,王敏庆,赵雪松,行晓亮,胡卫强;成组散热器噪声控制[J];噪声与振动控制;2004年05期 |
18 |
李海波;苏国萃;张延宗;;45kN港口牵引车及其散热系统分析[J];起重运输机械;2007年08期 |
19 |
刘杰;裴念强;郭开华;何振辉;李廷勋;顾建明;;机械泵驱动回路式热管阻力特性的试验研究[J];机械科学与技术;2007年12期 |
20 |
宋泽勇;;机械设备高原使用问题探析[J];山西建筑;2009年14期 |
|