电动汽车电池组热管理系统的研究
纯电动汽车电池管理系统

纯电动汽车电池管理系统随着环保意识的增强和对传统燃油汽车的限制,纯电动汽车逐渐成为人们关注的焦点。
而作为纯电动汽车的核心部件之一,电池管理系统在确保汽车性能和安全方面起着至关重要的作用。
本文将探讨纯电动汽车电池管理系统的工作原理、功能以及发展前景。
一、工作原理纯电动汽车的电池管理系统主要由电池控制器、电池热管理系统以及电池监测装置等组成。
电池控制器通过对电池充电和放电过程的控制,来保障电池的寿命和性能。
而电池热管理系统则负责控制电池温度,避免过高的温度对电池性能造成影响。
电池监测装置则用于实时监测电池的状态,包括电池的电量、电流、电压等信息,以便及时做出相应的控制。
二、功能1.保护功能:电池管理系统可以监测电池的工作状态,一旦发现异常情况,如过充、过放、温度过高等,系统会及时采取措施进行保护,以避免电池损坏或安全事故的发生。
2.优化控制:电池管理系统可以根据车辆的实际使用情况,对电池进行优化的充电和放电控制,以提高电池的能量利用率和寿命。
3.安全性能:电池管理系统采用多重保护机制,如短路保护、过流保护等,确保电池在各种极端情况下都能正常工作并保证汽车的安全性能。
4.温度控制:电池热管理系统可以通过风扇、散热片等方式,控制电池的温度,以避免高温对电池性能的影响,同时还可以加热电池以提高低温下的工作效率。
5.数据监测与反馈:电池管理系统可以实时监测电池的状态,并将相关数据反馈给用户,以便用户了解电池的使用情况和进行相应的调整。
三、发展前景随着纯电动汽车市场的不断扩大,对电池管理系统的需求也越来越高。
优秀的电池管理系统能够提高电池的寿命和性能,减少能源浪费,并且对于纯电动汽车的安全性也起到至关重要的作用。
因此,电池管理系统的技术研发和应用前景十分广阔。
未来,随着电池技术的不断进步和创新,电池管理系统将更加智能化和高效化。
例如,采用人工智能技术来进行数据分析和优化控制,更好地满足用户的需求。
同时,随着电池管理系统的成本逐渐降低,将有助于推动纯电动汽车的普及和发展。
探讨新能源汽车的热管理系统设计

探讨新能源汽车的热管理系统设计新能源汽车作为未来汽车行业的发展趋势,其热管理系统设计变得愈发重要。
在传统燃油汽车中,发动机产生的热量主要通过散热器和冷却液来散发,而在新能源汽车中,电池组以及电动机同样会产生大量热量,因此有效的热管理系统设计成为确保新能源汽车性能稳定和安全运行的关键因素之一。
热管理系统的重要性新能源汽车的热管理系统不仅仅是简单的制冷和加热功能,更重要的是确保电池组和电动机在适宜的温度范围内工作,避免过热或过冷导致性能下降甚至损坏的情况发生。
良好的热管理系统设计可以提高能源利用率,延长电池寿命,减少能源浪费,同时也有助于保证车辆在极端温度下的稳定性。
设计原则和关键技术在新能源汽车的热管理系统设计中,要遵循以下原则:第一,综合考虑整车热量产生来源,包括电池组、电动机等部件,制定合理的散热和加热方案;第二,采用智能控制系统,实现精准控温,根据车辆工况实时调节热管理系统;第三,考虑环保性和节能性,尽可能采用高效节能的制冷和加热技术。
在实际设计中,新能源汽车热管理系统通常包括散热器、冷却液循环系统、热泵、制冷剂循环系统等关键部件。
通过这些部件的有机结合和协调工作,可实现对整车热量进行有效管理,保证车辆稳定高效地运行。
发展趋势和展望随着新能源汽车市场的不断发展壮大,热管理系统的设计也将面临更高的要求和挑战。
未来,随着电池技术的进步和新型材料的应用,新能源汽车热管理系统将更加智能化、高效化和轻量化,为车辆的能效提升和续航里程增加提供有力支持。
随着智能网联技术的发展,新能源汽车热管理系统还将更加智能化,实现与其他车辆系统的无缝协同。
因此,新能源汽车的热管理系统设计不仅是汽车工程领域的重要课题,更是推动整个新能源汽车产业链不断创新和发展的关键一环。
只有不断优化和改进热管理系统设计,才能让新能源汽车在未来的发展道路上更加稳健、高效地前行。
希望随着技术发展,新能源汽车的热管理系统设计能够持续提升,为环保和可持续发展做出更大的贡献。
电动汽车电池管理系统的优化研究

电动汽车电池管理系统的优化研究在当今全球追求可持续发展和减少碳排放的大背景下,电动汽车作为一种绿色出行方式,正逐渐成为主流。
而电动汽车的核心组件之一——电池管理系统(Battery Management System,简称 BMS),对于电动汽车的性能、安全性和续航里程起着至关重要的作用。
一、电动汽车电池管理系统的重要性电动汽车的电池组是由多个单体电池串联和并联组成的。
由于电池个体之间存在差异,如内阻、容量、自放电率等,在使用过程中,这些差异可能会导致电池组的性能下降、寿命缩短,甚至出现安全问题。
而电池管理系统的主要任务就是监测和管理电池组的状态,包括电池的电压、电流、温度、荷电状态(State of Charge,简称 SOC)和健康状态(State of Health,简称 SOH)等,以确保电池组的安全、高效运行。
例如,当电池温度过高时,BMS 会启动散热系统,防止电池过热引发安全事故;当电池 SOC 过低时,BMS 会提醒驾驶员及时充电,避免电池过度放电损坏电池。
此外,BMS 还可以通过均衡技术,减小电池个体之间的差异,提高电池组的整体性能和寿命。
二、当前电动汽车电池管理系统存在的问题尽管电池管理系统在电动汽车中起着关键作用,但目前仍存在一些亟待解决的问题。
1、电池状态监测精度不足准确监测电池的状态是 BMS 的核心任务之一,但目前的监测技术在精度方面仍有待提高。
例如,对于电池 SOC 和 SOH 的估算,由于电池的非线性特性和复杂的工作环境,现有的算法存在一定的误差,这可能导致驾驶员对车辆续航里程的误判,影响使用体验。
2、热管理效果不理想电池的性能和寿命对温度非常敏感,过高或过低的温度都会影响电池的性能和寿命。
目前的热管理系统在应对极端温度条件和快速充放电过程中的温度变化时,效果还不够理想,可能导致电池组的性能下降和安全隐患。
3、电池均衡技术有待改进电池个体之间的差异会随着使用时间的增加而逐渐增大,如果不能有效地进行均衡管理,会导致部分电池过度充放电,从而缩短电池组的整体寿命。
增程式电动汽车专项热管理系统研究

增程式电动汽车专项热管理系统研究随着电动汽车的普及,其热管理系统的优化也成为了重要的研究方向之一。
因为电动汽车的能量来源是电力,这种能源的特性决定了电动汽车对于电池温度变化和散热效果的要求较高。
因此,本文将探讨一种增程式电动汽车专项热管理系统的研究方案。
一、研究背景目前,由于电池性能的限制,电动汽车仍然面临里程不足的问题。
为了解决这个问题,增程式电动汽车被提出,其主要特点是在电动驱动系统之外,增加一个发动机或燃机发电机组。
这个发动机或燃机发电机组可以为电动驱动系统提供充电电力,从而增加电动车行驶的里程。
然而,增程式电动汽车的热量问题也应该得到解决。
因为发动机或燃机发电机组会产生大量热量,而电池组的高温会对电池寿命产生不良影响。
因此,增程式电动汽车需要一个专门的热管理系统来维持电池组的工作温度和保证发动机或燃机发电机组的散热效果。
二、研究方案增程式电动汽车专项热管理系统研究方案包括以下几个方面:1.电池组散热电池组是电动汽车最重要的组成部分之一,其温度的改变会影响整个车辆的性能。
为了保证电池组的正常工作,研究人员需要设计专门的电池组散热系统。
这个系统需要包括散热器、风扇、泵等组成部分,通过循环水来进行散热,确保电池组的温度保持在安全范围内。
2.发动机或燃机发电机组散热发动机或燃机发电机组是增程式电动汽车的关键组成部分,其散热效果对整个车辆的性能影响很大。
因此,研究人员需要设计一个有效的散热系统来保证发动机或燃机发电机组的正常运转。
这个系统需要包括散热器、风扇、水泵等元件,以实现高效的发热管道循环。
3.热回收利用在发动机或燃机发电机组的燃烧过程中,会产生大量的热能。
这些热能可以通过热回收利用系统来利用。
利用这个系统可以将废气中的热能回收,并将其储存起来。
这样可以利用这些热能来为电池组提供热量,从而减少电池组的温度变化对电池寿命的影响。
三、研究意义增程式电动汽车专项热管理系统的研究意义在于提高电动汽车的性能和使用寿命。
电动汽车电池管理系统设计与优化研究

电动汽车电池管理系统设计与优化研究随着电动汽车的快速发展,电池管理系统的设计与优化变得越发重要。
电池管理系统(Battery Management System,简称BMS)是电动汽车中一项关键技术,其功能涵盖电池监测、充放电控制、温度管理、安全保护等多个方面。
本文将围绕着电动汽车电池管理系统的设计与优化展开详细讨论。
首先,电动汽车电池管理系统设计需要满足以下几个基本需求。
首先是电池监测,通过实时监测电池的电压、电流、温度等参数,可以准确评估电池的运行状态,并提供精确的电量预测和剩余里程提示。
其次是充放电控制,通过控制电池的充放电过程,保护电池免受过充和过放的影响,以延长电池的使用寿命。
再者是温度管理,合理控制电池的温度,提高电池的工作效率,并防止电池过热引发安全风险。
最后是安全保护,通过采用过流、过温、短路等多重保护措施,确保电池系统的安全性。
为了优化电池管理系统的设计,需要考虑以下几个关键问题。
首先是电池参数化建模,通过建立电池的数学模型,实现对电池内部状态的准确估计,从而提高系统的控制精度。
其次是电池容量估计,通过建立容量估计算法,实时跟踪电池容量的变化,提供准确的电量预测,并防止电池的过度充放电。
再者是电池均衡控制,通过设计合理的均衡控制策略,解决电池组内单体之间容量差异的问题,延长整个电池组的使用寿命。
最后是故障诊断和预测,通过建立故障预测模型,实现对电池故障的早期诊断和预防,提高电池系统的可靠性。
为了解决上述问题,可以采取以下几种优化方法。
首先是引入先进的算法,如神经网络、模糊控制等方法,提高电池内部状态的估计精度,并优化充放电控制策略。
其次是引入智能优化算法,如遗传算法、粒子群算法等,通过优化参数配置和控制策略,寻找最优解,提高电池管理系统的性能。
再者是采用高性能传感器和电子元器件,提高对电池参数的测量精度和响应速度,提高系统的可靠性和稳定性。
最后是结合大数据分析技术,利用大量的实时数据,优化电池管理系统的设计和性能,并提供对用户行为和需求的智能预测,提高整个系统的效率和用户体验。
电动汽车电池热管理系统国外研究现状

电动汽车电池热管理系统国外研究现状下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
文档下载后可定制修改,请根据实际需要进行调整和使用,谢谢!本店铺为大家提供各种类型的实用资料,如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等,想了解不同资料格式和写法,敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!Certainly! Here's a structured demonstration article on the topic of "Foreign Research Status of Electric Vehicle Battery Thermal Management Systems":电动汽车电池热管理系统国外研究现状。
新能源汽车热管理系统技术探析
新能源汽车热管理系统技术探析新能源汽车的崛起带动了热管理系统技术的不断进步与创新。
为了解决电池温度控制、热能利用等问题,汽车制造商不断研发新技术,从而提高新能源汽车的性能和可靠性。
本文将深入探讨新能源汽车热管理系统的技术原理、应用和未来发展趋势。
1.新能源汽车热管理系统的重要性新能源汽车采用电动驱动系统,其动力电池是其核心部件之一。
在电池工作过程中,温度的控制至关重要。
过高的温度会缩短电池寿命,降低能量密度,甚至导致安全隐患;而过低的温度则会影响电池的可用功率和能量回收效率。
因此,一个高效的热管理系统能够增强电池的性能和寿命,提高新能源汽车的续航里程。
2.新能源汽车热管理系统的技术原理新能源汽车热管理系统的核心任务是对电池和电动驱动系统进行温度控制和热能利用。
具体来说,热管理系统通过以下几种技术手段实现:热传导技术:利用导热材料将电池与散热器之间的热量传导出去,保持电池的适宜工作温度。
冷却技术:通过水冷、空冷或液冷等方式,将电池的余热散发出去,降低电池温度。
加热技术:在低温环境下,通过加热装置为电池提供热量,提高电池的工作效率和寿命。
热回收技术:将电池放出的热能转化为电能或供暖能源,提高整体能量利用效率。
3.新能源汽车热管理系统的应用现代新能源汽车热管理系统已经广泛应用于电池管理系统、电机控制系统和车内空调系统等方面。
通过合理调控温度,热管理系统能够提高电池充电效率、延长电池寿命,优化电机工作状态,提高整车能耗效率。
热管理系统还能够为车内创造一个舒适的驾乘环境,提供稳定的供暖和制冷效果。
4.新能源汽车热管理系统的发展趋势随着新能源汽车市场的快速发展,热管理系统技术也在不断演进。
未来,新能源汽车热管理系统将朝着以下几个方面发展:智能化:新一代热管理系统将采用智能控制技术,通过对车辆工况和环境参数的实时监测和分析,自动调节温度,提高系统的能效和安全性。
集成化:将热管理系统与其他车辆系统进行深度集成,实现信息共享和资源共享,优化整车能量管理,提高系统的整体效果。
新能源汽车热管理技术研究
新能源汽车热管理技术研究随着世界各国对能源和环境保护的要求越来越高,新能源汽车的市场份额不断扩大,成为汽车行业的一项重要领域。
然而,新能源汽车在使用过程中仍存在一些问题,其中最突出的就是热管理问题。
新能源汽车的电池和电控系统需要在高效率、高稳定性和安全性的同时维持一个合适的温度范围,热管理技术的研究对于新能源汽车的发展来说至关重要。
一、热管理技术的重要性新能源汽车主要由电动机、电池组、电控系统、电子控制单元(ECU)及相关传感器等组成。
这些装置在工作时会产生大量的热量,如果不能及时有效地排除这些热量,就会导致系统故障,进而影响汽车的性能和使用寿命。
因此,热管理技术对于新能源汽车的发展至关重要。
二、新能源汽车的热管理技术现状1. 散热系统散热系统是新能源汽车热管理技术中最基础的部分,它主要负责将电池组所产生的热量散出去。
目前,散热系统的主要形式分为三种:风冷式、水冷式和液冷式。
其中,最为普遍的是水冷式和液冷式散热系统,这两种系统相比于风冷式具有更高的效率。
经过多年的发展,现在的散热系统可以实现对整个电池组的温度分层控制,从而提高整体的效率和稳定性。
2. 热稳定技术热稳定技术是针对电池组温度波动所引起的电池寿命衰减和安全隐患问题开发的一套方案。
这种技术主要是通过改善电池的结构和控制电池组内的温度分布,从而延长电池的寿命和保障安全性。
目前,热稳定技术已经广泛应用于电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车等领域。
3. 能量回收技术能量回收技术是一种节能减排的技术,它可以将制动过程中的能量转化为电能,然后储存在电池组中。
这种技术的应用可以大大提高汽车的能量利用效率和续航里程,同时还可以降低对环境的影响。
在热管理方面,能量回收技术可以通过减少制动产生的热量,从而降低电池组温度,保护电池寿命和安全性。
三、新能源汽车热管理技术的发展趋势1. 整车协同控制技术当前,新能源汽车热管理技术主要集中在电池组的散热和温度控制方面。
电动汽车动力蓄电池组热管理系统功能及原理
电动汽车动力蓄电池组热管理系统功能及原
理
电动汽车动力蓄电池组热管理系统是一种能有效控制蓄电池组温度的系统,其主要功能包括:
1. 温度控制:根据环境温度、驾驶工况、电池状态等因素,对电池组进行合理的温度控制,保证电池组处于最佳工作温度范围内。
2. 冷却:在高温环境下,通过对电池组进行强制风扇冷却或水冷却,降低电池组温度,防止电池组过度热化,延长电池使用寿命。
3. 加热:在低温环境下,通过外部加热装置对电池组进行加热,提高电池组温度,保证电池组性能和输出能力。
4. 保护:当电池组出现过热或过温情况时,系统能及时报警并采取措施进行保护,以避免电池组损坏或安全事故发生。
电动汽车动力蓄电池组热管理系统的工作原理是基于温度传感器、控制器和执行器的配合控制。
温度传感器通过对电池组表面温度的检测,采集电池组温度信息,并将信息传输给控制器。
控制器根据实时采集的温度信息,通过算法计算出最佳的温度控制策略,并控制执行器进行相应的操作,实现对电池组温度的控制和管理。
电动汽车用锂离子电池热管理系统的研究
电动汽车用锂离子电池热管理系统的研究摘要:电动汽车改变了传统汽车的供应体系,其核心技术包括3种:电机、电池和电控系统,而电池性能和成本直接决定新能源车的使用经济性。
作为电动汽车核心部件之一的动力电池,随电动汽车行业的崛起迅速发展起来。
近年来,在政策、市场等的多项驱动下,电动汽车动力电池产业发展提速,特别是2020年疫情过后,动力电池产业呈现出诸多全新特点。
本文就其锂离子电池热管理系统展开了探究。
关键词:电动汽车;锂离子电池;热管理系统1电动汽车用锂离子电池发展现状1.1安全性依然是动力电池领域布局重点电池安全问题一直备受关注,2020年国内就有多企业布局“永不起火”的电池,如比亚迪刀片电池、宁德时代811、孚能科技“永不起火”电池、欣旺达“只冒烟、不起火”动力电池解决方案、蜂巢能源果冻电池等,2021年上半年广汽、东风等企业同样加速布局。
广汽埃安“弹匣电池”:弹匣电池技术是一个从电芯本征安全提升、整包被动安全强化、再到主动安全防控的一整套安全技术。
搭载“弹匣电池”技术的三元锂电池系统,针刺后只有被刺电芯模块热失控而不会蔓延至其它电芯模块,从而实现三元锂电池系统针刺不起火的高安全水平。
东风岚图“琥珀电池”:电芯三维隔热墙设计、电池安全监测和预警模型、电池PACK设计,在电池包热失控触发并发出热事件报警信号后,做到了“三不”现象(不起火、不冒烟、不爆炸)。
“琥珀电池”已经进入了量产阶段,并且将于今年第3季度上市交付。
1.2新型电池技术路线多有布局,短期内难取代锂离子电池1.2.1全气候电池为了解决电动汽车冬季续驶里程的问题,全气候电池进入大众视野。
全气候电池采用电池自加热技术,能快速提升电池温度。
基于自加热技术的电池系统可在30s内使电池温度从-20℃上升到0℃以上。
而传统的外部加热技术可能需要长达30min,并且能耗高、效率低。
然而,当前全气候电池仍处于试验阶段,对于未来是否能在乘用车领域大规模普及仍未可知。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
2. 3 热管理系统散热结构设计 电池包内不同电池模块之间的温度差异会加剧电
池的不一致性,如果长时间积累会造成部分电池过充 或过放,进而影响电池包的性能与寿命,并埋下安全隐 患。电池包内电池模块的温度差异与电池组布置有很 大关系,通常中间位置的电池容易积累热量,两边的电 池散热情况较好。所以在进行电池组系统的散热结构 的设计时,要尽量保证电池组散热的均匀性。对风冷 散热而言,主要分为串行风冷和并行风冷 2 种。
表 2 不同的通道间距
mm
通道编号
间距递减值 / mm
1
2
3
4
5
0
20
20
20
20
20
1
20
19
பைடு நூலகம்18
17
16
2
20
18
16
14
12
3
20
17
14
11
8
调整气流通道的间距,也即是调整其流动阻力,通 道间距越小,则意味着阻力越大,当气流通道间距从左
10
实验室研究与探索
第 30 卷
至右依次减小时,阻力依次增大,这样空气会根据其受 到的阻力重新分配流量,从而起到调整空气流速分布 的目的。这是一种直接调整流速的方法。
BTMS 的控制流程,即在低温下小电流充电预热,高温打开风机散热,并在系统过热时自动报警。最后,
通过实验表明该方案能使电池温差控制在 3 ℃ 以内,完全可满足日常的需求。
关键词: 电动汽车动力电池组; 热管理系统; 散热结构; 电池温差
中图分类号:TP 273. 1
文献标志码:A
文章编号:1006 - 7167( 2011) 06 - 0008 - 03
目前,使用较多的几种散热方式为风冷散热、水冷 散热、空调制冷和热电制冷[6]( 见表 1) 。
表 1 几种散热方式的比较
比较项目 风冷散热 水冷散热 空调制冷 热电制冷
安装难易
容易
一般
一般
一般
冷却能力
一般
一般
一般
好
扩展性能
较好
较好
一般
差
使用寿命
较长
较长
一般
短
总体价格
便宜
一般
一般
较贵
在综合考虑了系统制作的难易程度和成本因素 后,本文选择了风冷散热的方式,而且本田公司的思域 和丰田的普锐斯也都采用了风冷散热方式。
BTMS 通常有以下几项主要功能[4]: ( 1) 保持电池的温度均衡,以避免电池间的不平 衡而降低性能; ( 2) 通过使用气体、液体、导体与电池直接或间接 接触来主动或被动加热 /冷却电池组; ( 3) 消除因热失控引发电池失效甚至爆炸等 危险; ( 4) 提供通风,保证电池所产生的潜在有害气体 能及时排出,保证使用电池安全性。
第6 期
朱 晖,等: 电动汽车电池组热管理系统的研究
9
1 电动汽车 BTMS
1. 1 必要性 电池组中温度分布不均匀会导致动力电池容量分
布不均衡,最终使电池组整体性能下降,寿命缩短。通 过热管理,使电池组工作在合适的温度范围,从而使其 性能达到最优寿命,并能排除因热失控而引起的潜在 危险。
因此,当电池的工作温度超出合适温度,需要对电 池进行散热处理,以保证电池温度控制在一定的范围 内,使电池组温度场均匀分布。如果电池的温度管理 失效,电池的温度达到警戒值时,系统必须要自动断开 电路并发出警报,以保证电池的使用安全[3]。 1. 2 系统的主要功能
第 30 卷 第 6 期 2011 年 6 月
实验室研究与探索
RESEARCH AND EXPLORATION IN LABORATORY
Vol. 30 No. 6 Jun. 2011
电动汽车电池组热管理系统的研究
朱 晖1,2 , 张逸成2 , 朱昌平1 , 陈磊涛2
( 1. 河海大学 计算机及信息学院,江苏 常州 213022; 2. 同济大学 电子与信息工程学院,上海 201800)
3. 1 硬件模块选择 本文选择 DS18B20 作为测温模块。根据系统对
电池温度的检测要求,本文选定一条总线上 接 8 个 DS18B20。考虑到风机噪音和功率消耗以及风机的大 小和成本等 因 素,且 一 般 流 动 阻 力 小 时,选 用 轴 流 风 扇; 流动阻力大时,离心式风扇比较适合[10]。根据模 拟的结果,选择台达 AFB1224EHE 的轴流风扇,其最 大风量为 361. 2 m3 / h,转速为 4 600 r / min,可满足系 统需要。 3. 2 热管理系统控制流程
0引言
汽车的发展推动了现代社会的进步,促进了地区 之间人和物的交流并提高了人们的舒适度,但同时也 带来了能 源 消 耗 和 环 境 污 染 等 问 题[1]。 由 于 传 统 汽 车消 耗 的 能 源 主 要 是 石 油,但 根 据 U. S. Geological Survey( 美国地质勘探局) 的估计,全球石油资源仅能 供人类使用 60 年左右,这将严重制约世界经济的可持 续发展。目前我国汽车保有量已有 8 500 万辆,而根 据环保部发布的《中国机动车污染防治年报( 2010 年
收稿日期:2011 - 01 - 04 基金项目:国家自然科学基金项目( 50877054) 作者简介:朱 晖( 1984 - ) ,男,江苏常州人,硕士生,助工,主要研 究电气工程与动力电池。Tel. : 13921037581; E-mail: psdaren@ 163. com
度) 》显 示,2009 年 机 动 车 尾 气 排 放 污 染 物 总 量 达 5 143. 3万 t,其 已 成 为 我 国 城 市 空 气 污 染 的 最 主 要 来源。
摘 要: 为延长电池使用寿命并在复杂工况环境下保证车辆的用电安全,在分析了温度对电池组性能的
影响及热管理系统要实现的功能后,对电动汽车电池组热管理系统( BTMS) 散热结构布局进行了改进。
利用 Fluent 软件对多种结构方案进行模拟计算,比较了调整气流通道的间隔距离以及空气导流板与水
平面夹角的结 构 变 动 对 流 速 分 布 的 影 响,然 后 选 出 空 气 流 速 均 匀 性 最 好 的 结 构 方 案。 同 时 设 计 了
第 2 种方法是改变导流板与水平面夹角,本文采 用了 3 种导流板倾斜角度方案,分别是 2°、4° 和 6°。 流体流动的根本原因就是压差,上下集流板倾斜角度 的变化影响了通道两侧的压差,从而间接影响 了 流 速[6]。这是一种间接调整流速的方法。 2. 5 流速均匀性分析
本文采用 Gambit 软件生成网格,然后导入 Fluent 软件来对结构形式进行模拟计算,得到每种结构形式 中 5 个通道的流速,从而分析间距递减值和集流板倾 斜角度对流速分布的影响,并确定出使流速均匀性最 好的结构形式[9]( 见图 2 ~ 5) 。
温度较低时( < - 10 ℃ ) ,电池的活性较差,这时 大电流充电可能引发热失控。因此,当系统监测到温 度过低时会发出控制信息,通知充电机进行小电流充 电。充电过程 中,部 分 电 能 转 为 热 量,电 池 会 逐 渐 升 温。这样在充电一段时间后,当监测到电池温度恢复 正常后( > 10 ℃ ) ,即可通知充电机停机。
以电动汽车为代表的新能源汽车将是解决汽 车工业可持续发展问题的重要途径。与传统汽车 相比,电动汽 车 具 有 清 洁 环 保、能 量 利 用 率 高 等 优 点,它的广泛利用将是缓解 能 源 短 缺 和 环 境 污 染 的 最为可行的方 法[2]。因 此,2010 年 10 月 国 家 把 新 能源汽车产业列为未来 20 年重点培育和发展的 7 大战略性新兴产业之一。动力电池作为电动汽车 的主要储能 元 件,是 电 动 汽 车 的 关 键 部 件,其 直 接 影响着电动汽车产业化 的 进 程。因 此,针 对 动 力 电 池的 热 管 理 系 统 ( BTMS ) 研 究 是 十 分 必 要 且 迫 切的。
Study of Electric Vehicle Battery Thermal Management System
ZHU Hui1,2 , ZHANG Yi-cheng2 , ZHU Chang-ping1 , CHEN Lei-tao2 ( 1. College of Computer and Information,Hohai University,Changzhou 213022,China; 2. College of Electronic and Information Engineering,Tongji University,Shanghai 201800,China)
取每一种结构变动形式中的最大流速和最小流速 的差值作为指标来衡量其流速均匀性,结果如图 6 所 示。可以看出,流速均匀性最好的结构形式是通道间 距递减值为 2 mm,导流板倾斜角度为 4°的方案。
图 6 几种气流通道间距下流速差的对比
3 实验结果分析
图 2 气流通道间距相等 图 3 气流通道间距递减 1 mm 图 4 气流通道间距递减 2 mm 图 5 气流通道间距递减 3 mm
一般来说,采 用 并 行 方 式 进 行 通 风 更 为 有 效[7], 每个电池模块都可以吹到同样量的冷风,保证了模块 间温度的一致性,并且电池组的温度可以用几个特定 位置的温度传感器来显示,便于电池管理器对温度的 采集[8]。本文采用并行风冷进行电池组散热。
电池分为上下两排放置,并由 3 层支架固定在一 起。每层支架上部横向开有 5 个长条形孔( 通道 1 ~ 5) ,3 层支架上的孔构成了纵向的 5 个通道,用于气 流通过。空气从进风口进入下部导( 集) 流板,分成 5 股气流对电池进行冷却,最后在上部导( 集) 流板汇集 后从出风口排出( 见图 1) 。
Abstract: In order to extend battery life and working conditions in the complex environment,this paper analyzed the effect of temperature on battery performance and thermal management system to achieve the function,of the BTMS and improved heat dissipation structure layout. Fluent software was used to simulate variety of structural programs,to analyzed to adjust the interval distance the flow channel and the impact of the structure changes of the tilt angle of air deflector on the velocity distribution,and then the program was selected for the best flow uniformity of the structure. Also the battery pack thermal management system was designed. Finally,the experiments show that the scheme can make the battery temperature control within 3 ℃ ,fully meet the daily needs. Key words: electric vehicle battery pack; thermal management system; cooling structure; battery temperature