深度混合動力汽車動力電池主動熱管理系統(tǒng)設計與研究.pdf

1、由于在動力性、經濟性、環(huán)保性以及續(xù)航能力上的優(yōu)勢，深度混合動力汽車的發(fā)展受到越來越多的關注。作為深度混合動力汽車動力電池最理想選擇的鎳氫電池，其溫度對電池本身及整車的性能都會產生很大的影響。本文針對深度混合動力汽車研發(fā)過程中，出現(xiàn)的鎳氫動力電池溫度失控、頻繁出現(xiàn)熱故障等問題，設計開發(fā)了基于電池熱模型的電池主動熱管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠維持電池工作在最佳的熱環(huán)境中，并及時準確的診斷電池熱故障。從而優(yōu)化了電池的動力性能，延長了電池使用壽命。本文

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

3、了典型工況下電池包中溫度環(huán)境分布規(guī)律。在此基礎上進行了電池包溫升驗證試驗，確定了電池包溫度測量布點的位置及數(shù)量。
　　（4）以電池模組熱模型預測到的電池內部溫度為基礎，建立了電池整包溫度均衡控制的模糊控制模型，以便及時、準確地調整電池組的可使用功率限值與風機轉速控制量，冷卻風量可隨車速及時調整，降低風機噪聲以及整體能耗。通過內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。
　　（5）建立了電池熱故障診斷系統(tǒng)，通過熱

4、模型預測得到的正常狀態(tài)下的表面預測溫度與表面實測溫度的對比，診斷出電池的熱故障，并判定計算SOC已經遠低于真實SOC時，通過調整SOC計算值，使模型預測溫度值不斷逼近電池表面實測溫度，從而提高SOC值的估算精度。
　　（6）將熱管理系統(tǒng)集成于電池管理系統(tǒng)中，進行了若干10萬公里路試試驗，試驗結束后對電池的性能參數(shù)進行測量分析。路試結果顯示，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。電池理化試驗結果表明電芯狀態(tài)良好，