混合动力车用镍氢电池组散热系统CFD仿真分析与实验验证

以混合动力车用镍氢电池组为研究对象,利用Fluent软件对散热系统进行流场分析,以所得电池组流量为边界条件进行镍氢电池组温度场稳态仿真分析。通过仿真结果给出电池组温度场实验所用传感器的布点方案,并进行汽车行驶工况下镍氢电池组的温度场实验,以实验监测的电流数据计算电池组单位体积的发热功率,以此为输入条件对电池组温度场进行了瞬态仿真分析。结果表明:仿真值和实验值吻合度良好;电池组散热性能良好,满足混合动力汽车对动力电池的使用要求。     

并联式液驱混合动力汽车系统建模与节油分析

介绍了双轴式并联液驱混合动力汽车的物理结构,然后根据传统车动力性要求对液驱混合动力汽车进行了动力系统参数匹配,并利用Matlab/Simscape进行了建模仿真.然后计算了该混合动力汽车的动力性和经济性.最后,对该混合动力汽车的节油机理进行了分析.     

ISG型混合动力汽车制动系统仿真分析

针对ISG(Integrated Startor and Generator)型混合动力整车制动力分配与制动系统压力协调控制策略,进行了混合动力汽车综合制动系统的设计。利用AMESim(AdvancedModeling Environment for Performing Simulations of Engineering System)模块化仿真平台,建立了混合动力汽车液压制动系统的仿真模型,进行了关键部件和系统动态性能的仿真与分析,结果验证了系统方案的正确性和可行性,为混合动力汽车制动系统的设计与优化提供了依据。     

中度混合动力汽车匀速下坡再生制动策略优化

分析混合动力汽车匀速下坡再生制动过程;基于蓄电池充电效率模型、蓄电池温升模型及发电机效率模型,分别以混合动力汽车瞬时再生制动能量回收量最大和总制动能量回收量最大为优化目标,提出了瞬时再生制动优化控制策略和全局优化控制策略;分析了蓄电池温度对混合动力汽车再生制动能量回收效率的影响,计算了汽车在不同坡度和坡长的路况上再生制动能量回收效率,结果表明：全局优化控制策略优于瞬时优化控制策略,且坡度愈大或坡长愈长时,采用全局优化控制策略提高再生制动能量回收效率的效果愈显著。     

中度混合动力汽车匀速下坡再生制动策略优化

分析混合动力汽车匀速下坡再生制动过程;基于蓄电池充电效率模型、蓄电池温升模型及发电机效率模型,分别以混合动力汽车瞬时再生制动能量回收量最大和总制动能量回收量最大为优化目标,提出了瞬时再生制动优化控制策略和全局优化控制策略;分析了蓄电池温度对混合动力汽车再生制动能量回收效率的影响,计算了汽车在不同坡度和坡长的路况上再生制动能量回收效率,结果表明:全局优化控制策略优于瞬时优化控制策略,且坡度愈大或坡长愈长时,采用全局优化控制策略提高再生制动能量回收效率的效果愈显著.     

HEV侧面碰撞安全性仿真和试验

针对混合动力电动汽车(HEV)的结构和特点,建立了车辆侧面碰撞有限元仿真模型,并对其侧面碰撞安全性进行了相关研究。以仿真分析结果为参考基础,以提高整车侧面碰撞安全性为优化目标,运用径向基函数神经网络技术建立了某款混合动力电动汽车的优化计算函数,对车辆侧面碰撞安全性能相关的结构参数和乘员约束系统进行优化计算和影响性分析;以优化计算的结果为指导,对该款混合动力电动汽车的安全结构设计方案进行了调整和优化,以全面提高侧面碰撞的被动安全性;将优化设计后的混合动力电动汽车进行实车侧面碰撞试验,并将实车碰撞试验结果与仿真侧面碰撞试验计算结果进行对比分析。研究结果表明:建立的混合动力电动汽车的仿真优化模型具有较高的计算精度,如非碰撞侧B柱实测碰撞加速度值与仿真分析值相差仅2.2%,优化计算函数的仿真计算结果是可靠的,优化设计后的混合动力电动汽车侧面碰撞安全性明显提高。     

新能源汽车锂电池热管理系统热性能分析与优化控制研究

为了提高新能源汽车锂电池的使用寿命和性能,本研究通过仿真、试验对新能源汽车锂电池的热管理系统进行了分析。首先建立了锂电池组和冷却结构的计算模型,然后设计了锂电池热管理系统,在此基础上,对锂电池热管理系统冷却结构进行了优化,最后,分析了计算模型的仿真结果和热管理系统冷却结构散热性能仿真结果。影响锂电池热管理系统散热的因素包括冷却液流量、冷却液入口温度和放电倍率。结果表明,本研究所建立的计算模型是可行的,当确定了最优结构、冷却液流量值、冷却液入口温度和放电倍率时,在最优参数下,锂电池热管理系统具有良好的冷却效果,研究结果可为新能源汽车的热管理和散热技术提供坚实的理论基础。     

新型双模功率分流机构参数优化及性能分析

功率分流式混合动力汽车同时具备串联式和并联式混合动力汽车的优点,但单模功率分流混合动力汽车会产生较高的电损耗。提出一种双模功率分流机构以改善单模功率分流机构的电耗高的缺点,不同于传统多行星齿轮组和多离合器的双模功率分流机构,仅包含单行星齿轮组,利用同步器进行模式切换。使用基于全局优化能量管理策略的后向仿真方法,以燃油经济性为目标,对该功率分流机构和丰田混合动力系统(THS)进行动力传动系统参数优化,并对仿真结果进行能量流分析。结果表明,相较丰田混合动力系统,提出的功率分流机构能降低电损失。     

插电式燃料电池车锂电池热管理系统设计

采用强制风冷的方案,对世博燃料电池插电式混合动力微型车40A.h磷酸铁锂动力电池系统进行了热管理的结构设计和性能研究.详细分析了动力蓄电池的散热需求,在此基础上,结合整车布置,完成了热管理系统的结构设计,并对设计结果进行了数值模拟.将设计方案制作成实体样品,分别在不同的环境温度下,以一定的电流工况对电池加载,测试电池系统的温升情况.最后,对世博运营过程中具有代表性的两日测试数据进行了分析.仿真计算结果、测试试验结果以及实车数据分析结果均表明,设计方案在电池系统温升控制和电池单体温度一致性控制方面都达到了预期的需求.     

基于有限元分析的动力锂离子电池生热特性研究

针对电动汽车用动力锂离子电池的热安全性问题,以某11 Ah动力锂离子电池为例,进行有限元建模分析,分别对锂离子电池单体在不同充放电倍率、不同环境温度以及不同散热条件下的发热情况进行了分析.结果表明,锂电池放电倍率越高温升越高且温度分布越不均匀,良好的散热模式有助于电池温升的抑制和提高电池的热稳定性.定量化的计算仿真结果符合实际,研究结果为该类电池的建模与仿真提供了借鉴和参考,对锂电池单体的设计优化及锂电池热管理系统的研发具有指导意义.     

电动汽车锂离子电池组内散热特性数值模拟研究

锂离子电池组涉及数据规模庞大,传统方法无法有效实现对其散热特性的研究,为此,提出一种新的通过数值模拟方式研究电动汽车锂离子电池组内散热特性的方法。介绍了锂离子电池组工作原理,分析了锂离子电池的充放电过程。通过雷诺平均法进行雷诺时均处理,获取电动汽车锂离子电池组内散热控制方程和湍流方程。介绍了初始和边界条件,通过CFD实现控制方程的求解。依次进行了锂离子电池表面散热特性数值模拟、不同风孔大小下电池组散热特性数值模拟、不同倍率充放电后电池组散热特性数值模拟以及不同环境温度下电池散热特性数值模拟。实验结果表明,锂离子电池中心垂直截面和上下壁面的温度分布均为中心最高,壁面较低,壁面温度梯度大,热量散失速度快;在风孔大小和出口大小相近,充放电倍率为1C时,电动汽车锂离子电池组内散热性最佳;环境温度越低,电池温度升高幅度越大,散热性能越好。     

基于混合建模方法的车用比例电磁阀热效应影响分析

针对现有方法无法准确分析、评估热效应对车用比例电磁阀动态性能影响的问题，提出了一种基于多物理场有限元方法与系统动力学混合建模的分析方法. 该方法首先在考虑环境温度下，根据电磁铁的发热与散热特性，建立包含电磁、温度、结构的有限元模型，获得准确的温度场分布及关键参数的变化规律；然后，再与系统动力学方程相结合，建立考虑温度场的系统动态模型；最后，通过试验对比分析了电磁阀在无温升和有温升时的动态特性. 研究结果表明:由温度场引起的参数变化对动态特性有很大影响，当电压为8 V时，电磁阀启动时间延迟了2 ms，建压时间延迟了3 ms；通过试验验证了该方法能够分析热效应对电磁阀动态性能的影响.      

基于ADVISOR二次开发的复杂混合动力汽车仿真系统

基于ADVIOSR软件,对混合动力汽车仿真系统进行二次开发,建立某特定布置形式的复杂混合动力汽车整车仿真模型和相关控制策略模型,并通过循环工况仿真分析汽车的燃油经济性和动力性。     

基于半导体制冷的动力锂电池包散热优化

为提升动力锂电池包的散热性能和能量密度,基于半导体制冷方案,提出一种多目标优化设计方法,对动力锂电池包的排布间距和半导体制冷量进行优化设计。基于建立的半导体制冷方案的热分析模型,采用拉丁超立方试验及径向基函数(radial basis function, RBF)、响应面法(response surface methodology, RSM)、Kriging代理模型方法建立最高温度、最大温差及间距体积的近似模型。以最大温差和间距体积为目标,最高温度为约束建立电池包散热优化模型,运用多目标遗传算法(multi-objective genetic algorithm, MOGA)进行寻优求解,并通过实验验证优化方案仿真结果的可靠性。优化后仿真结果表明：电池模组间距体积减小了32.42%,最大温差降低了13.64%,最高温度降低了0.53%,该方法显著地提升了电池包的散热性能和能量密度。     

基于液冷的锂离子电池组热均衡性研究

为了改善车用锂电池模组在高温高倍率工况下的热均衡性,根据圆柱形锂电池的传热特性,建立了18650锂电池单体的三维热模型,并完成40 °C环境自然对流下的热特性仿真,并通过温升试验验证了生热模型的可靠性. 在此基础之上,针对某型纯电动汽车的动力电池组,提出了一种夹套式电池模组冷却系统,利用Fluent研究了40 °C环境下冷却液流量、冷却液温度和放电倍率对电池组散热均衡性的影响. 结果表明:增加冷却液流量可以有效降低电池组最高温度、最大温差及电池自身温差,改善电池间的温度均匀性;但当入口流量增至0.03 kg/s后,对电池组散热性能的改善效果十分有限;降低冷却液温度后,电池组最高温度下降,但电池组最大温差与单体电池间温差不断上升,单体电池自身最大温差略有降低;当放电倍率增大时,电池组最高温度与最大温差均不断上升,单体电池间温差以及电池自身温差显著增大,电池组热均衡性变差.      

基于红外热成像技术的软包锂电池热特性分析

Based on infrared thermal imaging technology and visual testing methods, the surface temperature variation characteristics and heat generation law of ternary soft-pack lithium battery under different working conditions were investigated. The ambient temperature, the discharge rate, and the ear clamping method are three variable conditions. The two are coupled to the control variable experiment to monitor the temperature rise of the battery surface. The results show that the optimal working temperature of the battery is 25 °C, to ensure that the different rate of discharge experiments at the most suitable working temperature, found that with the increase of the discharge rate, the heat generation increased, the surface temperature of the battery increased, the conductive clip clamping tab is compared with the copper clip holding tab This method will lead to insufficient overcurrent at the ear, a sharp increase in heat generation, and a significant temperature rise on the surface of the battery. This type of clamping is not conducive to heat dissipation of the battery, which provides a parameter basis for thermal battery design optimization and experimental operation. The test results have guiding significance for the optimization of the heat dissipation scheme.     

基于ANSYS Icepak的车载电源机箱热仿真分析

根据某型号的车载电源热载荷要求,对电源机箱内的各电源模块和机箱进行热仿真分析.根据车载电源实物建立实物三维模型.确定网格划分参数和电源机箱各元器件参数,计算车载电源内部元器件的热堆集,以及机箱在风冷条件下的整体表面散热性能.通过ANSYS Icepak软件进行有限元热仿真分析,验证机箱设计条件、升温幅度.为优化和改进该型号车载电源机箱外观设计、散热形式、内部元器件布置和内部元器件功率的选择提供参考.     

考虑接触面局部散热的湿式离合器摩擦片滑摩温升特性

湿式离合器摩擦元件摩擦温升状态与车辆性能息息相关.首先考虑沟槽冷却、接触面局部散热和摩擦因数实时变化,引入了副间等效对流换热系数和等效增益系数,优化了温度场数值模型.通过有限差分法进行求解,并试验验证了有效性,比原模型具有更高的准确性.在滑摩稳定期,应用滑摩温度场优化模型分析了转速、油压对温度场的影响规律.用试验方法研究了润滑流量对滑摩温升特性的影响规律,并测得了变形失效过程的温升特性变化.      

混合动力电动汽车系统参数的优化方法研究

混合动力电动汽车(HEV)的系统参数匹配影响着整车的动力性能、燃油经济性及排放性能,是HEV设计初期的一项重要工作。目前HEV的系统参数匹配多是基于仿真环境下的多变量多目标非线性优化问题。从数学模型、仿真环境和优化算法3方面介绍了HEV系统参数的优化,以ADVISOR为主要仿真工具,得出在HEV参数寻优过程中非梯度算法DIRECT的效果是最好的,并且指出遗传算法应用于HEV多目标优化问题具有较大的研究价值和发展前景。     

履带式混合动力车辆控制策略硬件在环仿真

采用硬件在环仿真的方法验证履带式混合动力车辆控制策略的可行性. 结合车辆结构形式和DC-DC变换器控制方法,在功率跟踪控制策略基础上,提出一种基于电压控制的履带式混合动力车辆控制策略. 采用真实的驾驶员操纵设备和整车控制器,通过建立的车辆驱动系统模型在dSPACE中实时运算模拟实现被控对象及外界环境,构建包括CAN通信在内的控制策略硬件在环仿真平台,对提出的控制策略进行硬件在环仿真实验. 仿真结果表明,该控制策略可行并能很好地满足驾驶员的操作需求.