纯电动汽车热管理系统仿真与智能控制研究

随全国乃至全球汽车保有量的上升,能源短缺、环境污染、排放严苛、战略导向等问题使不同国家纷纷将汽车发展方向转移到新能源汽车特别是纯电动汽车上,新能源汽车成为了下一步汽车工业的竞争重点和发展引擎。本文主要设计基于智能算法的整车热管理系统,使动力系工作在适合的温度以提高电机效率,也为在低环境温度下加热动力电池、在高环境温度下冷却动力电池包,保证行驶可靠性的同时,减少能量消耗,增加续航里程。本文基于某品牌纯电动汽车整车热管理开发,首先通过试验方式得到锂动力电池单体在不同温度和不同充放电倍率下的性能表现和温度变化情况,根据试验数据拟合出动力电池单体物性参数和欧姆内阻关于温度和SOC的函数表达式,进而得出生热速率公式,基于生热速率公式通过UDF赋值热源的方法进行CFD仿真得到不同倍率下的温升计算结果,对比试验数据验证生热速率公式。然后根据整车参数对热管理系统中重要部件进行参数匹配,设计整车热管理方案,在一维仿真软件中搭建电机部分和考虑空调制冷的电池包冷却模型,得到不同行驶工况下的电机出水温度和电池包进水温度,对比整车风洞试验数据验证仿真模型,并仿真得到不同因素的变化对热管理系统性能的影响,得到对系统制冷能力影响较大的变量,确定下一步智能算法控制对象为电子风扇和电动压缩机。最后通过一维仿真模型得到不同工况下符合温度要求的电子风扇和电动压缩机转速,生成电子风扇和电动压缩机转速的样本数据,运用回归型的SVM智能算法(SVR)对两样本数据库进行训练预测,验证SVR模型的预测准确性。将SVR模型嵌入到一维仿真软件中,联合运行NEDC工况,得到基于SVR控制的电机出水温度和电池包进水温度的变化情况,与阈值控制的仿真结果进行对比,结果得出基于SVR控制的热管理系统能在满足温度要求的基础上,使电子风扇和电动压缩机在较低的转速范围内运行,可以减少电子风扇和电动压缩机的功耗,具有良好可行性。