So heizen Sie die Batterie eines Elektrofahrzeugs auf

Die Auswahl der Autobatterien, hauptsächlich gemäß den folgenden Standards, wie in Abbildung 2 dargestellt. Die allgemeine Verwendung von Hybrid-Elektrofahrzeugen (HEV) ist höher als die Leistung der Batterie, und reine Elektrofahrzeuge (EV) sind höher als die Energie der Batterie .

Verschiedene Zelltypen arbeiten nur in einem bestimmten Temperaturbereich, können die Leistung und Lebensdauer garantieren, z. B. Blei-Säure-Batterietemperatur zwischen 35 und 40 ° C, Nickel-Metallhydrid-Batterien zwischen 0 und 40 ° C, lithium-ionen-batterien zwischen 20 und 75 ° C. ℃. Die Entladung des Batteriewirkungsgrades bei unterschiedlichen Temperaturen ist in Abbildung 3 dargestellt.

Da das wichtigste energiespeicherelement in den Batterien von Elektrofahrzeugen Schlüsselkomponenten in Elektroautos sind, wirkt sich dies direkt auf die Leistung des Elektroautos aus. Und das Wärmemanagement der Batterie ist für moderne Elektroautos von wesentlicher Bedeutung

(1) die Batterie des Elektroautos arbeitet lange Zeit in einer relativ schlechten thermischen Umgebung, verkürzt die Batterielebensdauer und verringert die Batterieleistung;

(2) die lange Batterielaufzeit verursacht eine ungleichmäßige Verteilung des Temperaturfeldes in der ungleichmäßigen Leistung jedes Batteriemoduls, Monomer;

(3) Die thermische Überwachung und das Wärmemanagement der Batterie sind für die Fahrsicherheit des Fahrzeugs von großer Bedeutung.

Die Wahl der Kühllösungen für Autobatterien

Bei verschiedenen Zelltypen variieren die Gründe für die Wärmeerzeugung, umfassen jedoch hauptsächlich die folgenden vier Aspekte: die chemische Reaktion der Batterie, die Batterie ist sehr heiß, die Reaktionswärme auf der Ladeseite, der Widerstand der Joule-Wärme. Nach der Bestimmung der Lebensdauer der Batteriewärme durch vernünftige Die Wahl der Kühl- und Wärmeableitungsstruktur kann die Arbeitstemperatur der Batterie gewährleisten.

Die Wahl des Wärmeübertragungsmediums

Die Wahl des Wärmeübertragungsmediums hat einen großen Einfluss auf die Betriebstemperatur des Batteriepacks. Das nach Wärmeübertragungsmedium klassifizierte Batteriekühlsystem kann in Luftkühlungs-, Oberflächen- und drei Arten von Kühlphasenwechselmaterialien unterteilt werden Am einfachsten ist es, die Luft durch die Oberfläche der Batterie zu lassen. Die Flüssigkeitskühlung kann auf zwei Arten in direkten und indirekten Kontakt unterteilt werden. Mineralöl kann als direktes Kontaktwärmeübertragungsmedium verwendet werden, Wasser oder Frostschutzmittel können als typisch sein Nicht direkt berührendes Wärmeübertragungsmedium. Die Oberfläche muss zum Kühlen durch den Wassermantel zur Batterie verlaufen, Wärmeaustauscheinrichtungen wie diese bis zu einem gewissen Grad, der geringere Wärmewirkungsgrad. Zellwand und die Geschwindigkeit der Wärmeübertragung zwischen Flüssigkeit und Flüssigkeitsstrom Muster, Strömungsgeschwindigkeit, Fluiddichte und Fluidwärmeleitfähigkeit und andere verwandte Faktoren.

Die Wahl der Wärmeableitungsstruktur

Batterietemperaturunterschiede zwischen verschiedenen Batteriemodulen im Schrank, um den Innenwiderstand der Batterie und die Kapazität der Inkonsistenz zu erhöhen, führen bei längerer Akkumulation zu einer Überladung oder Überladung der Batterie, beeinträchtigen die Lebensdauer und Leistung der Batterie und verursachen ein potenzielles Sicherheitsrisiko. Batterie im Batteriemodul der Temperaturdifferenz und Batteriepackanordnung hat viel zu tun, im Allgemeinen ist die Mitte der Batterie leicht Wärmespeichermenge, der Rand der Batteriekühlbedingungen besser. Also in der Batteriepackstrukturanordnung und Wärmeableitung Design, um die Gleichmäßigkeit der Kühlung des Akkus zu gewährleisten. Bei der Luftkühlung gibt es im Allgemeinen zwei Arten von seriellen und parallelen Wärmeableitungs- und Lüftungswegen, wie in Abbildung 4 und 5 gezeigt.

Wie in Abbildung 4 gezeigt, bläst die kalte Luft von der linken Seite des Blasens von rechts aus. Die Luftheizung ist ständig im Fluss, daher ist auf der rechten Seite der Kühleffekt schlecht als auf der Die linke Seite der Batterie steigt in der Batterietemperatur der Reihe nach von links nach rechts an. Die erste Generation des Toyota Prius und des Honda Insight wird im seriellen Lüftungsmodus eingesetzt.

In Abbildung 5 ist der parallele Belüftungsluftstrom gleichmäßiger auf das Batteriemodul verteilt. Der parallele Belüftungsweg muss den Kanal entlüften. Die Position der Batterieanordnung ist gut ausgelegt. Der neue Prius von Toyota ist eine parallele Belüftungsstruktur, die der Keil in den Abluftkanal macht die Lücke zwischen verschiedenen Modulen und die Druckdifferenz zwischen den Grundmodulen, um sicherzustellen, dass der Luftstrom des blasenden verschiedenen Batteriemoduls konsistent ist, wodurch die Konsistenz der Stapeltemperaturfeldverteilung sichergestellt wird.

Unter dem Gesichtspunkt der Verbesserung der Batterieleistung ist der parallele Beatmungsmodus besser als der serielle Beatmungsmodus, der üblicherweise im Wärmemanagementsystem verwendet wird.

Eine Fallanalyse der HEV-Batterie-CFD-Wärmelösung

Die Leistung des Hybridautos hängt von der Leistung des Akkus ab und die Batterieleistung hängt eng mit der Temperatur zusammen. Hybridkühlsystem mit Nickel-Metallhydrid-Batterien Ziel ist: Die Arbeitstemperatur der Batterie wird im Bereich der besten 20 geregelt ℃ bis 40 ℃, die Temperaturdifferenz zwischen dem Modul unter 5 ℃.

Wir betrachten die unterschiedliche Anordnung des Batteriepack-Luftkanals, den Einfluss des Batteriepack-Kühlsystems. Mit dem Seitenluftkanal wird die Reihenfolge der Batteriemodulkonfiguration innerhalb des Batteriekastenkörpers bezeichnet, die Außenseite des Kühlluftstroms aus dem Batteriepack in den, durch den internen Luftkanal in die Lücken zwischen dem Batteriemodul, schließlich in der seitlichen Position des Luftkanals mit Einlässen in der Gasentladung. Der andere Seitenkanal bezieht sich auf die Reihenfolge der Konfiguration des Batteriemoduls innerhalb des Batteriekastenkörpers außerhalb in die Seite des Kühlluftstroms vom Batteriepack durch den internen Luftkanal in die Lücken zwischen dem Batteriemodul, schließlich mit Einlässen in entgegengesetzter Richtung Position des Luftkanals in der Gasentladung.

Ipsilateral in und aus dem Luftkanal, Luft aus dem Lufteinlassrohr in den Boden des Batteriepacks, die rechts zurück in die linke Seite gelangt, führt das Rückflussphänomen zu einem Wärmezyklus, ist oben und unten nicht förderlich Batteriekühlung. Bezogen auf die gleiche Seite in und aus dem Luftkanal, die gegenüberliegende Seite in und aus dem Luftkanalschema von der linken Seite des in den Boden des Batteriepacks importierten direkt rechts kann den Grad verringern des thermischen Zyklus der Batterie kann die höchste Temperatur der oberen Batterie senken, am unteren Rand der gegenüberliegenden Seite in und aus dem Luftkanalströmungsfeld Geschwindigkeitsverteilung gleichmäßiger.

Das obige Bild zeigt, dass mit der Seite in und aus dem Luftkanal die Zelloberflächenobergeschwindigkeit und die minimale Luftströmungsgeschwindigkeit groß sind, zu einer ungleichmäßigen Wärmeableitung der Zelloberfläche führen können, der Temperaturanstieg größer ist, die Batterieleistung beeinträchtigt Das Luftkanalschema verbessert die Batterie auf der linken Seite der Luftströmungsgeschwindigkeit und ist vorteilhaft für die Batterie auf der linken Seite des oberen Kühlers. Verglichen mit der gleichen Seite in und aus dem Luftkanal, gegenüberliegende Seite in und aus dem Die gleichmäßige Luftgeschwindigkeitsverteilung der Luftkanalzellenoberfläche hat eine bessere Lösung.

Durch die Analyse des Strömungsfeldes entlang des Axialgeschwindigkeitsstroms ist das Grundmodul gleichmäßig, aber da die Batterie arbeitet, steigt die Innentemperatur der Batterie. Der Luftstrom vom Import zum Export steigt allmählich an, wodurch der Kühlzustand der vorgeschalteten Batterie überlegen ist Um die Fläche des stromabwärtigen Luftkanals zu minimieren, erhöhen Sie die Strömungsgeschwindigkeit im stromabwärtigen Bereich, verbessern Sie die interne Strömungsgeschwindigkeit der Batterie und nehmen Sie innere Wärme auf.

Die Simulationsergebnisse bestätigen die

Ipsilaterale Prüftemperatur von 11 ° C in und aus dem Luftkanal, konstante Temperatur 1 Tag platziert. Seite in und aus dem Luftkanalschema Testtemperatur von 22 ° C, Temperatur platziert 1 Tag. Versuch beginnt, der Testplan für den Test, wenn Die Temperatur des Akkus liegt bei 30 ° C, der Akku-Lüfter startet.

Im Akkupack befinden sich 36 Temperatursensormodule zur Temperaturerfassung im Akkupack, wie in der Abbildung gezeigt. Der Batterietemperatursensor ist von links nach rechts angeordnet, um die Nummern 1, 2, 3 usw. zu erhöhen. Erfordern Sie Batterien im Bereich SOC30 % 70%, bis zum Akkupack ohne Unterbrechung für Konstantstromladung, Konstantstromentladung weiter testen. Batteriemonomer an den unten gezeigten Temperaturmesspunkten ein ipsilaterales Ein- und Aussteigen in den Luftkanal planen, Plan 2. Gegenüberliegende Seite in und aus dem Luftkanal.

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