深度混合動(dòng)力汽車動(dòng)力電池主動(dòng)熱管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、由于在動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性以及續(xù)航能力上的優(yōu)勢，深度混合動(dòng)力汽車的發(fā)展受到越來越多的關(guān)注。作為深度混合動(dòng)力汽車動(dòng)力電池最理想選擇的鎳氫電池，其溫度對(duì)電池本身及整車的性能都會(huì)產(chǎn)生很大的影響。本文針對(duì)深度混合動(dòng)力汽車研發(fā)過程中，出現(xiàn)的鎳氫動(dòng)力電池溫度失控、頻繁出現(xiàn)熱故障等問題，設(shè)計(jì)開發(fā)了基于電池?zé)崮Ｐ偷碾姵刂鲃?dòng)熱管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠維持電池工作在最佳的熱環(huán)境中，并及時(shí)準(zhǔn)確的診斷電池?zé)峁收稀亩鴥?yōu)化了電池的動(dòng)力性能，延長了電池使用壽命。本文

2、的研究內(nèi)容主要有：
　　（1）對(duì)鎳氫電池生熱原理及電池溫度特性進(jìn)行了大量的試驗(yàn)及理論分析，并在此基礎(chǔ)上得到了電池的最優(yōu)工作溫度。
　?。?）基于試驗(yàn)測量統(tǒng)計(jì)分析和電池電化學(xué)理論，建立了鎳氫電池的生熱及散熱模型。結(jié)合電池模組的結(jié)構(gòu)分析，建立了模組溫度在線預(yù)測模型。試驗(yàn)及分析計(jì)算結(jié)果表明，所建立的熱模型預(yù)測精度較高，且計(jì)算速度快，模塊化開發(fā)可直接嵌入到主程序中。
　　（3）利用CFD軟件開展了電池整包溫度場的計(jì)算分析，得到

3、了典型工況下電池包中溫度環(huán)境分布規(guī)律。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了電池包溫升驗(yàn)證試驗(yàn)，確定了電池包溫度測量布點(diǎn)的位置及數(shù)量。
　?。?）以電池模組熱模型預(yù)測到的電池內(nèi)部溫度為基礎(chǔ)，建立了電池整包溫度均衡控制的模糊控制模型，以便及時(shí)、準(zhǔn)確地調(diào)整電池組的可使用功率限值與風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制量，冷卻風(fēng)量可隨車速及時(shí)調(diào)整，降低風(fēng)機(jī)噪聲以及整體能耗。通過內(nèi)部生熱與外部散熱的雙重控制，使電池溫度穩(wěn)定在最佳區(qū)域內(nèi)。
　　（5）建立了電池?zé)峁收显\斷系統(tǒng)，通過熱

4、模型預(yù)測得到的正常狀態(tài)下的表面預(yù)測溫度與表面實(shí)測溫度的對(duì)比，診斷出電池的熱故障，并判定計(jì)算SOC已經(jīng)遠(yuǎn)低于真實(shí)SOC時(shí)，通過調(diào)整SOC計(jì)算值，使模型預(yù)測溫度值不斷逼近電池表面實(shí)測溫度，從而提高SOC值的估算精度。
　?。?）將熱管理系統(tǒng)集成于電池管理系統(tǒng)中，進(jìn)行了若干10萬公里路試試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)束后對(duì)電池的性能參數(shù)進(jìn)行測量分析。路試結(jié)果顯示，電池功率發(fā)揮正常，未出現(xiàn)熱失控及熱故障，滿足整車使用要求。電池理化試驗(yàn)結(jié)果表明電芯狀態(tài)良好，