混合动力汽车用镍氢蓄电池组热管理方法.pdf

２０１１年３月 第３２卷　第２期 Ｍａｒ．２０１１ Ｖｏｌ．３２　Ｎｏ．２ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１－７７７５．２０１１．０２．００６ 混合动力汽车用镍氢蓄电池组热管理方法 胡明辉，秦大同，叶　心 （重庆大学 机械传动国家重点实验室，重庆４０００４４） 摘要：针对镍氢电池温度变化直接影响电池组的性能和寿命等问题，研究了镍氢蓄电池组充放电 产生的温升和温度分布．分析了电池产热机理，以降低电池组的最高温升为目标，综合考虑了电池 温升和充电电流等因素的较大初始充电电流，提出了分阶段恒流充电控制策略，并进行了数值仿真 分析．通过电池组温度场模型理论分析，对现有电池组散热结构进行了优化，通过仿真计算验证了 该优化结构的合理性，提出了电池散热结构优化措施和分阶段恒流充电策略的联合控制方法，在 Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ和Ｆｌｕｅｎｔ的计算环境下，进行了电池组热管理控制方法的仿真计算，并搭建电池组 温度场试验台，试验结果验证了该电池组热管理方法的优越性． 关键词：混合动力汽车；蓄电池；温度场；热管理；仿真 中图分类号：Ｕ４６１３　　文献标志码：Ａ　　文章编号：１６７１－７７７５（２０１１）０２－０１４８－０５ ＴｈｅｒｍａｌｍａｎａｇｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｏｆＮｉ－ＭＨｂａｔｔｅｒｉｅｓ ｆｏｒｈｙｂｒｉｄｅｌｅｃｔｒｉｃｖｅｈｉｃｌｅ ＨｕＭｉｎｇｈｕｉ，ＱｉｎＤａｔｏｎｇ，ＹｅＸｉｎ （ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ，ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００４４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒｉｓｅａｎｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆＮｉ－ＭＨｂａｔｔｅｒｙｐａｃｋｄｕｒｉｎｇｉｔｓｃｈａｒｇｉｎｇａｎｄｄｉｓｃｈａｒ ｇｉｎｇｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄ．Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｌａｒｇｅｒｉｎｉｔｉａｌｃｈａｒｇｉｎｇｃｕｒｒｅｎｔｄｕｅｔｏｔｈｅｂａｔｔｅｒｙｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒｉｓｅａ ｐｈａｓｅｄｃｏｎｓｔａｎｔｃｕｒｒｅｎｔｃｈａｒｇｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｂｙａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｆｉｅｌｄｓｍｏｄｅｌ ，ｔｈｅｃｏｏｌｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌｂａｔｔｅｒｙｐａｃｋｗａｓｏｐｔｉｍｉｚｅｄ，ａｎｄａｐｈａｓｅｄｊｏｉｎｔｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆｃｏｎｓｔａｎｔｃｕｒｒｅｎｔｃｈａｒｇｉｎｇｓｔｒａｔｅｇｙｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅｎ，ａｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｂａｔｔｅｒｙｔｈｅｒｍａｌｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄｗａｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄａｎｄａｔｅｓｔｂｅｎｃｈｗａｓｓｅｔｕｐａｂｏｕｔｔｈｅｂａｔｔｅｒｙｐａｃｋｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｉｅｌｄｓｉｎｔｈｅ ｃｏｍｐｕｔｉｎｇｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｏｆＭａｔｌａｂ／ＳｉｍｕｌｉｎｋａｎｄＦｌｕｅｎｔ．Ｔｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｖｅｒｉｆｅｄｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｔｈｅｂａｔ ｔｅｒｙｔｈｅｒｍａｌｍａｎａｇｅｍｅｎｔｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄｔｈａｔｗｅｐｒｏｐｏｓｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＨＥＶ；ｂａｔｔｅｒｉｅｓ；ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｉｅｌｄｓ；ｔｈｅｒｍａｌｍａｎａｇｅｍｅｎｔ；ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ 　　电池组作为混合动力电动汽车中的主要储能元 重要问题就是充放电过程中蓄电池发热及温度场不 件，是混合动力汽车最为关键的部件，它的充放电性 均匀问题．何小明、杨亚联、潘宏斌等主要通过电池 能、寿命等决定了整车的成本和性能．镍氢蓄电池以 组散热结构优化降低其温升，同时达到电池组温度 其高比能