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汽车新能源电池/电机热管理性能测试

1、热管理物理架构解析
新能源汽车热管理系统通常包括发动机冷却系统,电机、电机控制器等功率器件冷却系统,电池包冷却/加热系统,乘员舱降温与采暖系统。热管理物理架构解析从介质流、能量流、信号流三个方面展开。其中,介质流解析包括空气流动路径分析、冷却水流动路径分析、制冷介质流动路径分析及油类冷却介质路径分析;能量流解析主要包括动力系统高温热源产热与热量传递路径分析、热管理系统耗功元件能量转换方式与传递路径分析;信号流解析按照传感器—控制器—执行器信号传递路径进行分析,分析内容主要包括传感器信号类型、信号传输与交互方式。
新能源汽车电池/电机热管理
2、热管理性能测试与工况制定方法
整车热管理性能试验一般包括整车热平衡试验、整车空调降温性能试验、整车空调采暖性能试验、整车空调最佳充注量试验、整车抗结霜性能试验、风窗玻璃除霜性能试验、风窗玻璃除雾性能试验、整车空调风量试验。
对新能源汽车热平衡试验而言,纯电动汽车单次充电量下通常无法完成整个工况试验,混合动力汽车动力模式的切换对热管理性能试验结果也有较大的影响;对动力电池而言,热管理性能不仅考虑放电状态,且需要考虑充电状态,每个车型其充放电深度也不尽相同;因此,新能源汽车热平衡试验工况需根据单个车型特点进行制定。
工况制定考虑如下原则:
(1)根据开发车型定位市场特点,确定试验环境温度、湿度及光照强度;
(2)工况定义需结合典型汽车道路行驶工况,通常包括山路爬坡、高速爬坡、高速、城市工况;各个工况下的车速、爬坡度的确定建议根据对标车或者整车性能模型确定;
(3)各个工况试验结束的判定条件可参照:
o  当前工况可运行的最长距离,或者SOC状态从满电到可允许的放电深度;
o  根据道路试验准则判定:连续4min内温度升高小于2℃,且相邻两个时间段后一个升温速率小于前一个;
o  PHEV车型,模式切换停止试验。
汽车新能源电池/电机热管理性能测试
3、策略解析与工况制定方法
新能源汽车热管理系统策略解析的目的在于分析整车热管理系统在不同工况和环境条件下的控制策略,得到冷却系统和空调系统关键部件(如:风扇、水泵、电磁阀、压缩机等)的基本控制思路。控制策略解析内容主要包括:
(1) 低温回路热管理策略(电池热管理系统):低温放电加热控制策略;低温充电加热控制策略;高温放电冷却控制策略;高温充电冷却控制策略。
(2) 高温回路热管理策略(电机及控制器热管理系统):电机低温加热控制策略;电机高温冷却控制策略。
(3) 空调系统与低温回路冷却协调策略。
(4) 空调系统与低温回路加热协调策略。
策略解析工况制定通常根据车辆使用场景进行,通常包括三类:
(1) 静置状态,考察高低温慢充与快充热管理策略。
(2) 启动与怠速状态,考察高低温怠速与启动下的热管理策略。
(3) 综合工况行驶状态,如高温高速、低温高速、高温爬坡、急加速、急减速,考察冷却与加热策略。
4、热管理性能测试评价
中国汽研汽车动力总成研究中心具备车辆热管理对标测试硬件与数据采集平台。以整车热管理性能开发为目标开发了热管理性能测试评价平台,实现对热管理性能数据的深度挖掘与分析评价,涵盖车型包括传统燃油汽车、纯电动汽车及混合动力汽车共计20余款。
通过对新能源汽车热管理物理架构解析、热管理性能测试、热管理策略解析及测试结果评价,为新能源汽车热管理性能开发及优化提供支撑。
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