纯电动客车锂离子动力电池液体冷却系统研究

本文以纯电动客车动力电池系统为研究对象,重点开展了动力电池液体冷却系统研究工作。介绍了锂离子动力电池冷却系统的研究背景和意义,综述了锂离子动力电池的国内外研究现状和应用现状,得出了液体冷却方式是动力电池热管理的发展方向。分析了锂离子电池的工作原理、产热和传热机理,开展了动力电池实验,通过对一款50Ah磷酸铁锂电池实验研究,分析了温度对电池充放电性能的影响,得出高温环境下电池大倍率放电时,电池生热量大,温度上升快的基本结论。动力电池液体冷却是目前研究的热点和发展趋势,分析了液体冷却系统的基本原理。通过理论计算和建立模型,采用Fluent软件对电池包内部温度场分布进行仿真分析,仿真结果说明了电池包及冷却系统整体设计合理。基于理论研究的结果,对冷却系统和动力电池包内部结构进行整体设计,设计了液体冷却动力电池系统。综合分析了中国典型城市工况和车辆实际运营工况下整车功率需求数据,确定了动力电池的充放电实验倍率,制定了液体冷却单压缩机和双压缩机的切换控制条件,设计和搭建了液体冷却动力电池系统的试验台架,开展液体冷却动力电池系统的台架实验。将设计的液体冷却动力电池系统集成到整车上,开展了整车快速充电工况实验和综合道路可靠性实验,台架实验和整车实验相结合,实验结果验证了所设计的液体冷却动力电池系统及其控制策略满足车辆的需求,并且验证了液体冷却系统动力电池的仿真结果。