纯电动汽车方形磷酸铁锂电池组热管理系统研究

随着环境保护和节能减排工作的不断推进,电动汽车的政策激励和市场需求日益增大。动力电池作为电动汽车的主要动力源,其工作性能与温度紧密相关,温度的高低直接影响电动汽车的动力性和安全性。保持电池组在合理的温度区间内工作,同时减小电池单体之间的温度差异,对保障电动汽车的使用安全性、提高电池的充放电性能具有重要意义。以方形磷酸铁锂电池为研究对象,分析其热特性,基于ANSYS/Fluent建立电池单体的热力学仿真模型,通过与实验数据进行对比,验证模型的有效性。利用ADVISOR建立纯电动汽车仿真模型和锂离子电池组的生热速率模型,分析电池组的各项动态性能。设计热管理系统的风冷散热结构,根据ANSYS/Fluent仿真得到的温度场分布,分析冷却气体的不同流速和结构参数对散热效果的影响。设计热管理系统各模块功能,确定温度采集模块、高温散热模块与低温加热模块的方案和结构;设计控制电路,制定散热与加热温度控制策略;搭建电池组热管理信息系统,使用户及时掌握电池组工作状况。通过改变冷却气体的流速、调整单体电池之间的气流通道间距、改变进风角度,对散热结构进行优化。仿真结果表明,结构优化后有效地提高了电池箱的散热效果,改善了电池单体之间的温度不一致性。通过热管理系统控制风机和加热膜,使电池组工作在合适的温度范围内,提高电池组的散热效率和低温性能;信息系统实时显示各模块的工作参数和运行状态,为合理的使用操作提供信息支持。