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純電動汽車動力電池自然冷卻的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)研究
2021-09-15 20:24:29· 來源：汽車熱管理之家
圖2 高溫充電電池模組溫度分布圖
圖3 高溫充電電池模組監(jiān)測點溫度變化云圖
3.3 低溫加熱工況
動力電池系統(tǒng)仿真的主要邊界條件及工況：外界環(huán)境溫度-30 ℃；電池包系統(tǒng)起始溫度-30 ℃；電池仿真工況為低溫加熱90 min。
如圖4和圖5所示，仿真數(shù)據(jù)顯示此系統(tǒng)低溫加熱工況結(jié)束后，電池采樣點18溫度最高，為14.4 ℃，采樣點1溫度最低，為5.3 ℃。
4 純電動汽車動力電池自然冷卻的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)實驗測試
4.1 測試條件
電池包內(nèi)共28個模組，每個模組上部在中部布置一個溫度監(jiān)測點。模組具體的溫度監(jiān)測點與仿真示意的模組中部的采樣點位置一致，共計28個溫度監(jiān)測點。
4.1.1 散熱
環(huán)境溫度為40 ℃±2 ℃，電池起始溫度為40 ℃±2 ℃，測試設(shè)備為USB-CAN汽車診斷儀、12 V電源、動力電池以及充放電柜。試驗期間，通過充放電柜對動力電池系統(tǒng)進(jìn)行充電和放電。在40 ℃±2 ℃的環(huán)境下，動力電池包以1 C進(jìn)行充電，直到SoC=100%時，試驗結(jié)束。
圖4 低溫加熱電池模組溫度分布圖
圖5 低溫加熱電池模組監(jiān)測點溫度變化圖
4.1.2 加熱
環(huán)境溫度為-30 ℃±2 ℃，電池起始溫度為-30 ℃±2 ℃，所需測試設(shè)備為USB-CAN汽車診斷儀、12 V電源、動力電池以及充放電柜。試驗期間，通過充放電柜對動力電池系統(tǒng)進(jìn)行充電和放電。在-30 ℃±2 ℃的環(huán)境下，動力電池包開啟加熱膜進(jìn)行加熱，加熱2 h后試驗結(jié)束。
4.2 電池溫度情況
如圖6所示，在高溫充電過程，快充30 min后，電池監(jiān)測點最高溫度由40 ℃上升到50 ℃，最低溫度由38 ℃上升到46 ℃。在低溫加熱過程中，電池監(jiān)測點最高溫度上升到23 ℃，最低溫度上升到10 ℃，其中加熱90 min后電池監(jiān)測點最高溫度上升到14 ℃，最低溫度上升到4 ℃。試驗中，高溫40 ℃的1 C充電和低溫-30 ℃加熱的結(jié)果與仿真結(jié)果接近，證明此系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)真實有效，滿足電池使用需求。
圖6 電池監(jiān)測點溫度變化圖
5 結(jié)語
通過某款典型的純電動汽車動力電池自然冷卻的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的仿真和實驗研究，確認(rèn)該車型動力電池系統(tǒng)在高溫環(huán)境中可以控制電芯和模組處于正常工作的溫度區(qū)間。低溫下通過加熱膜加熱可以實現(xiàn)電池的快速升溫，并達(dá)到適宜的充電溫度。此車型屬于純電動汽車自然冷卻車型中的代表車型，能夠為以后此類車型的設(shè)計提供借鑒。
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