Cómo calentar la batería de potencia del vehículo eléctrico.

La selección de la batería del automóvil, principalmente de acuerdo con los siguientes estándares, como se muestra en la figura 2, el uso general del vehículo eléctrico híbrido (HEV) es mayor que la potencia de la batería, y los vehículos eléctricos puros (EV) es mayor que la energía de la batería. .

Los diferentes tipos de celdas funcionan solo en un cierto rango de temperatura, pueden garantizar el rendimiento y la vida útil, como la temperatura de la batería de plomo-ácido entre 35 y 40 ℃, las baterías de hidruro metálico de níquel entre 0 ~ 40 ℃, las baterías de iones de litio entre 20 ~ 75 ℃ .La descarga de la eficiencia de la batería a diferentes temperaturas se muestra en la figura 3.

Como el principal elemento de almacenamiento de energía en las baterías de los vehículos eléctricos, son componentes clave en los automóviles eléctricos, afectan directamente el rendimiento del automóvil eléctrico.Y la gestión térmica de la batería es esencial para los automóviles eléctricos modernos, la razón es que

(1) la batería del automóvil eléctrico funciona durante mucho tiempo en un entorno térmico relativamente pobre, acortará la vida útil de la batería, reducirá el rendimiento de la batería;

(2) el tiempo prolongado de la batería provocará una distribución desigual del campo de temperatura en el rendimiento desigual de cada módulo de batería, monómero;

(3) el control térmico de la batería y la gestión térmica son de gran importancia para la seguridad de funcionamiento del vehículo.

La elección de las soluciones de refrigeración de la batería del automóvil

Diferentes tipos de celdas, sus razones de generación de calor varían, pero incluyen principalmente los siguientes cuatro aspectos: la reacción química de la batería, la batería está muy caliente, el calor de reacción del lado de carga, la resistencia del calor joule.Después de determinar la vida útil del calor de la batería, a través de razonable La elección de la estructura de enfriamiento y disipación de calor puede garantizar la temperatura de trabajo de la batería.

La elección del medio de transferencia de calor.

La elección del medio de transferencia de calor tiene una gran influencia en la temperatura de funcionamiento del paquete de baterías.Clasificado según el medio de transferencia de calor, el sistema de refrigeración de la batería se puede dividir en refrigeración por aire, superficie y tres tipos de materiales de cambio de fase de refrigeración. la forma más sencilla, simplemente deje que el aire atraviese la superficie de la batería. El enfriamiento líquido se puede dividir en contacto directo e indirecto de dos maneras. El aceite mineral se puede utilizar como medio de transferencia de calor de contacto directo, el agua o el anticongelante pueden ser como un medio típico. medio de transferencia de calor sin contacto directo.La superficie debe ser a través de la camisa de agua a la batería para enfriar, las instalaciones de intercambio de calor como esta hasta cierto punto, la menor eficiencia térmica.La pared de la celda y la tasa de transferencia de calor entre el fluido y el flujo de fluido patrón, velocidad de flujo, densidad del fluido y conductividad térmica del fluido y otros factores relacionados.

La elección de la estructura de disipación de calor.

Las diferencias de temperatura de la batería entre los diferentes módulos de batería en el gabinete, para intensificar la resistencia interna de la batería y la capacidad de inconsistencia, si se acumula durante un tiempo prolongado, provocarán que la parte de la batería se sobrecargue o se descargue en exceso, afectará la vida útil y el rendimiento de la batería y provocará un riesgo potencial de seguridad. La batería en el módulo de la batería de la diferencia de temperatura y la disposición del paquete de baterías tiene mucho que ver, en general, el medio de la batería acumula fácilmente la cantidad de calor, el borde de la batería se enfría mejor, así que en la disposición de la estructura del paquete de baterías y la disipación del calor diseño, para garantizar la uniformidad del enfriamiento del paquete de baterías.En el modo de ventilación y disipación de calor de enfriamiento por aire, generalmente tiene dos tipos de serie y paralelo, como se muestra en la figura 4 y 5.

Como se muestra en el modo de ventilación en serie de la figura 4, el aire frío del lado izquierdo del soplado sale del lado derecho.El calentamiento del aire está constantemente en el proceso de flujo, por lo que en el lado derecho el efecto de enfriamiento es malo, que en el lado izquierdo de la batería en el aumento de temperatura de la batería de izquierda a derecha a su vez. La primera generación de Toyota Prius y Honda Insight se adoptan el modo de ventilación en serie.

Como se muestra en la figura 5, el flujo de aire de ventilación en forma paralela se distribuye más uniformemente entre el módulo de la batería. La forma de ventilación paralela necesita un canal de escape, la posición de la disposición de la batería está bien diseñada. el espacio entre los diferentes módulos, y la diferencia de presión entre los básicos consistentes, para garantizar que el flujo de aire del soplado de diferentes módulos de batería sea consistente, asegurando así la coherencia de la distribución del campo de temperatura de la pila.

Desde el ángulo de mejorar el rendimiento de la batería, el modo de ventilación en paralelo es mejor que el modo de ventilación en serie, más comúnmente utilizado en el sistema de gestión térmica.

Análisis de caso de solución térmica CFD de batería HEV

El rendimiento del automóvil híbrido está sujeto al rendimiento del paquete de baterías y el rendimiento de la batería está estrechamente relacionado con la temperatura.El objetivo del sistema de enfriamiento híbrido con baterías de hidruro metálico de níquel es: la temperatura de trabajo de la batería se controla en el rango de los mejores 20 ℃ a 40 ℃, la diferencia de temperatura entre el módulo por debajo de 5 ℃.

Consideramos la disposición diferente del conducto de aire del paquete de batería, la influencia del sistema de enfriamiento del paquete de batería.Con el conducto de aire lateral se refiere al orden de configuración del módulo de batería dentro del cuerpo de la caja de la batería, el lado externo del flujo de aire de enfriamiento del paquete de batería en el, a través del conducto de aire interno en los espacios entre el módulo de la batería, finalmente en la posición lateral del conducto de aire con tomas en la descarga de gas.Diferentes conductos laterales se refieren al orden de configuración del módulo de la batería dentro del cuerpo de la caja de la batería, fuera en el lado del flujo de aire de refrigeración del paquete de baterías, a través del conducto de aire interno en los espacios entre el módulo de la batería, finalmente con tomas en la posición de dirección opuesta del conducto de aire en la descarga de gas.

Ipsilateral dentro y fuera del conducto de aire, el aire de la tubería de entrada de aire a la parte inferior del paquete de baterías, llega a la derecha y vuelve al lado izquierdo, el fenómeno de reflujo conducirá al ciclo térmico, no es propicio para la parte superior e inferior Enfriamiento de la batería En relación con el mismo lado dentro y fuera del conducto de aire, el lado opuesto dentro y fuera del esquema del conducto de aire desde el lado izquierdo del importado en la parte inferior del paquete de baterías, directamente a la derecha, puede reducir el grado del ciclo térmico de la batería, puede bajar la temperatura más alta de la batería superior; En la parte inferior del lado opuesto dentro y fuera del conducto de aire, la distribución de la velocidad del campo de flujo es más uniforme.

La imagen de arriba muestra que con el lado dentro y fuera de la superficie de la celda del conducto de aire, la velocidad máxima y la velocidad mínima del flujo de aire es grande, puede provocar una disipación de calor desigual en la superficie de la celda, el aumento de temperatura es mayor y afecta el rendimiento de la batería. El esquema del conducto de aire mejora la batería en el lado izquierdo de la velocidad del flujo de aire, es ventajoso para la batería en el lado izquierdo del radiador superior. En comparación con el mismo lado dentro y fuera del conducto de aire, el lado opuesto dentro y fuera del distribución uniforme de la velocidad del aire de la superficie de la celda del conducto de aire, tiene una mejor solución.

, a través del análisis del campo de flujo a lo largo del flujo de velocidad axial, el módulo básico es uniforme, pero debido a que la batería está funcionando, la temperatura interna de la batería aumenta.El flujo de aire de importación a exportación aumenta gradualmente la temperatura, hace que la condición de enfriamiento de la batería ascendente sea superior a la corriente abajo Por lo tanto, sugiera minimizar el área del conducto de aire aguas abajo, aumentar la velocidad del flujo en el flujo descendente, mejorar la velocidad del flujo interno de la batería, tomar calor interno.

Los resultados de la simulación verifican

Temperatura de prueba ipsolateral de 11 ℃ dentro y fuera del conducto de aire, temperatura constante colocada 1 día. Lado dentro y fuera del esquema de conducto de aire temperatura de prueba de 22 ℃, temperatura colocada 1 día. Comienza la prueba, el plan de prueba para la prueba, cuando la temperatura del paquete de baterías es de 30 ℃, el ventilador del paquete de baterías debe comenzar.

Colocados dentro del paquete de baterías, el módulo de adquisición de temperatura del sensor de temperatura 36, dentro del paquete de baterías, como se muestra en el diagrama, el sensor de temperatura de la batería está dispuesto de izquierda a derecha para aumentar los números 1, 2, 3, etc. % 70%, hasta el paquete de baterías ininterrumpido para carga de corriente constante, descarga de corriente constante continúe probando. Monómero de batería en los puntos de medición de temperatura que se muestran a continuación, planifique una entrada y salida ipsilateral del conducto de aire, plano 2. Lado opuesto hacia adentro y hacia afuera fuera del conducto de aire.

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