新能源汽车 电池热管理系统内 容1. 电池热管理系统研究的意义及现状3. 单体电池研究基础2. 电池热管理研究工作基础1.电池热管理系统研究的意义及现 状动力电池的成本、性能、寿命在很大程度上决定了HEV 的成本和可靠性；电池的温度和温度场的均匀性对蓄电池的性能和寿命 有很大的影响。因此：进行电池散热结构的优化设计与散热性能的预 测，对提高混合动力汽车及动力电池的成熟度和可靠性具 有重要的现实意义。1.电池热管理系统研究的意义及现状美国NREL与开发商、制造商、DOE以及USABC合作，一直在 进行蓄电池热管理系统的研究，在世界此方面的研究中处于领 先水平。1.电池热管理系统研究的意义及现状我国春兰、长安、重庆大学、清华大学、上海交通大学在国家 863等专项的支持下，开展了电池热管理系统的研究。2. 重大前期电池热管理研究工作基 础u 热管理系统原始方案整车实验验证 u 原始模型的CFD仿真分析 u A样电池包优化方案 u B样电池包优化方案2. 重大前期电池热管理研究工作基 础u 热管理系统原始方案整车实验验证试验在长安公司试验环境 舱中进行，按双方设定循环工 况试验，试验发现电池组温度 分布严重不均衡。2. 重大前期电池热管理研究工 作基础u 原始模型的CFD仿真分析在极限工况发热功率为1750W时 ，最高温度和最低温度温差 约33，变工况最大温差为17.2，远大于温差在5内的要求 。2. 重大前期电池热管理研究工作 基础u A样电池包优化方案一（改变倾斜角度和电池的间距）取上下层电池倾斜角度为3.5度，两排电池的距离为30mm； 极限工况最大温差为9.5 ;变工况的温差为14.32. 重大前期电池热管理研究工作 基础u A样电池包优化方案二（电池位置不动，添加挡板）电池的位置不动，通过增加圆弧形的导流板、长条形的引 流板以及菱形的引流板，减少了前部电池的热交换面积，为后 部电池增加了冷却风量，极限工况温差11.6。变工况温差 5.83。2. 重大前期电池热管理研究工作 基础u A样电池包优化方案三（给电池包热阻）有个叫马天长的中医治疗男科病非常厉害，他徽|亻言：msdf003 我在他那里治疗过三个疗程，恢复的很好2. 重大前期电池热管理研究工作 基础u B样电池包优化方案通过在不同压差下仿真分析，得出管路特性曲线，然后与风 机特性曲线求交点，以确定风机的工作点。正在以上述电流数值为边界条件进行瞬态仿真分析。2. 重大前期电池热管理研究工作 基础u 中混原始模型的CFD仿真分析 u 中混优化方案一CFD分析结果 u 中混优化方案二CFD分析结果 u 中混外围冷却系统CFD仿真分析及实验验证 u 中混圆形电池热管理系统整车实验验证 u 中混圆形电池瞬态仿真分析及实验验证 u 强混项目简介2. 重大前期电池热管理研究工作 基础CFD分析时取入口空气的初始温度35，电池发热功率为 650W,入口空气流量为140m3/h。仿真结果为：最高温度76.08 ，最低温度51.48，温差为24.6，出口空气温度49.5。u 原始模型的CFD仿真分析2. 重大前期电池热管理研究工作 基础u 优化方案一CFD分析结果CFD分析时取入口空气的初始温度35，电池发热功率为 650W,入口空气流量为140m3/h。仿真结果为：最高温度60.03，最 低温度50.85，温差为9.5。2. 重大前期电池热管理研究工作 基础u 优化方案二CFD分析结果CFD分析时取入口空气的初始温度35，电池发热功率为 650W,入口空气流量为140m3/h。仿真结果为：电池壳体表面最高 温度53.457，最低温度49.423，温差为4.03。进出口压力 损失为142.2Pa，出口空气温度为46.12。各单个模块的不均匀 性，除了进风口第一排的三个电池迎风面和背风面的温差在6 ，其他各模块的均匀性均在5以内。2. 重大前期电池热管理研究工作 基础u 外围冷却系统CFD仿真分析及实验验证DC/DC内部半导体元器件温度上限为75度，IPU温度上限 为85度，计算结果所得到的DC/DC温度值已经超过了上限。优化方案的CFD分析 结果中IPU和DC/DC评估点 处的温度分别为65.4和 67.7，低于许用温度值 ，满足散热性能要求由CFD仿真及实验可以 看出，此方案设计合理。2. 重大前期电池热管理研究工作 基础u 圆形电池热管理系统整车实验验证对CV8圆形电池进行了五种工况的实验，分别是： 6%爬坡、 10%爬坡、城市堵车、高速、急加速急减速。 数据处理时温度已补偿，均取各个工况的温度和温差来比较 ，经验证CV8圆形电池优化方案二满足要求。2. 重大前期电池热管理研究工作 基础u中混圆形电池瞬态仿真分析及实验验证电池模块最高温度不超过48，模块间最大温差不超过3，散热强度 和散热均衡性良好。表明电池组在生、散热方面满足了混合动力电动汽车对 动力电池的使用要求。2. 重大前期电池热管理研究工作 基础u强混项目简介先对电池包进行流场分析，确定 DC/DC、上下层电池组的流量分配，为 下一步温度场分析打下基础。由于此项目将于年底验收，故分析 结果及优化结构不能给出。2. 重大前期电池热管理研究工作 基础u 原始方案CFD仿真分析 u 优化方案一 u 优化方案二 u 优化方案三2. 重大前期电池热管理研究工作 基础u 原始方案CFD仿真分析取进口流量1400m3/h, I=150A ，则发热功率为16.28KW。由仿真 结果可以看出，此结构的最高温度 达115，最大温差达30，电池 组温度分布严重不均匀。2. 重大前期电池热管理研究工作 基础u 优化方案一取进口流量1200m3/h, I=150A，则发热功率为16.28KW。由仿真 结果可以看出，最高温度已降到105，最大温差为15。2. 重大前期电池热管理研究工作 基础u 优化方案二出风进风取总进口流量3200m3/h, I=100A，则时发热功率为7.255KW。进 风口处电池温度高达65 ，出风口处温度为39 ，前后温差较大 。2. 重大前期电池热管理研究工作 基础u 优化方案三出风口进风口进风口出风口出风口取总进口流量3200m3/h, I=100A，则发热功率为7.255KW。进 风口处电池温度49，出风口处电池温度43，温差为6 左右。3. 单体电池研究基础u 研究目的该项目通过测量电池单体在多种工况下表面温度场的变化，并将其与电池 温度场数值分析结果进行对比，希望能够获得一种简化并可靠的电池内部温度 场数值分析方法。通过该项目，一方面对长安目前采用的多种电池进行评价， 包括电池效率、放热及材料一致性以及温度对电池寿命的影响等性能；另一方 面，建立起可用于工程项目的单体电池温度场分析模型，提高电池箱开发的成 功率。u 实验设备重大自主研发的温度采集器T型康铜传感器红外摄像仪3. 单体电池研究基础u 研究对象3. 单体电池研究基础u 研究方法1.获得仿真时所需要的几何参数和物性参数；2.建立单体电池详细的三维模型，进行温度场瞬态仿真分析，仿真结果 与实验数据进行对比，进一步修改模型；3.简化模型，以用于实际的工程应用。