汽車新能源電池/電機熱管理性能測試

2023年10月9日行業(yè)新聞 6530

1、熱管理物理架構解析

新能源汽車熱管理系統(tǒng)通常包括發(fā)動機冷卻系統(tǒng)，電機、電機控制器等功率器件冷卻系統(tǒng)，電池包冷卻/加熱系統(tǒng)，乘員艙降溫與采暖系統(tǒng)。熱管理物理架構解析從介質(zhì)流、能量流、信號流三個方面展開。其中，介質(zhì)流解析包括空氣流動路徑分析、冷卻水流動路徑分析、制冷介質(zhì)流動路徑分析及油類冷卻介質(zhì)路徑分析；能量流解析主要包括動力系統(tǒng)高溫熱源產(chǎn)熱與熱量傳遞路徑分析、熱管理系統(tǒng)耗功元件能量轉換方式與傳遞路徑分析；信號流解析按照傳感器—控制器—執(zhí)行器信號傳遞路徑進行分析，分析內(nèi)容主要包括傳感器信號類型、信號傳輸與交互方式。

2、熱管理性能測試與工況制定方法

整車熱管理性能試驗一般包括整車熱平衡試驗、整車空調(diào)降溫性能試驗、整車空調(diào)采暖性能試驗、整車空調(diào)最佳充注量試驗、整車抗結霜性能試驗、風窗玻璃除霜性能試驗、風窗玻璃除霧性能試驗、整車空調(diào)風量試驗。

對新能源汽車熱平衡試驗而言，純電動汽車單次充電量下通常無法完成整個工況試驗，混合動力汽車動力模式的切換對熱管理性能試驗結果也有較大的影響；對動力電池而言，熱管理性能不僅考慮放電狀態(tài)，且需要考慮充電狀態(tài)，每個車型其充放電深度也不盡相同；因此，新能源汽車熱平衡試驗工況需根據(jù)單個車型特點進行制定。

工況制定考慮如下原則：

（1）根據(jù)開發(fā)車型定位市場特點，確定試驗環(huán)境溫度、濕度及光照強度；

（2）工況定義需結合典型汽車道路行駛工況，通常包括山路爬坡、高速爬坡、高速、城市工況；各個工況下的車速、爬坡度的確定建議根據(jù)對標車或者整車性能模型確定；

（3）各個工況試驗結束的判定條件可參照：

o??當前工況可運行的最長距離，或者SOC狀態(tài)從滿電到可允許的放電深度；

o??根據(jù)道路試驗準則判定：連續(xù)4min內(nèi)溫度升高小于2℃，且相鄰兩個時間段后一個升溫速率小于前一個；

o??PHEV車型，模式切換停止試驗。

3、策略解析與工況制定方法

新能源汽車熱管理系統(tǒng)策略解析的目的在于分析整車熱管理系統(tǒng)在不同工況和環(huán)境條件下的控制策略，得到冷卻系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)關鍵部件（如：風扇、水泵、電磁閥、壓縮機等）的基本控制思路?？刂撇呗越馕鰞?nèi)容主要包括：

（1）?低溫回路熱管理策略（電池熱管理系統(tǒng)）：低溫放電加熱控制策略；低溫充電加熱控制策略；高溫放電冷卻控制策略；高溫充電冷卻控制策略。

（2）?高溫回路熱管理策略（電機及控制器熱管理系統(tǒng)）：電機低溫加熱控制策略；電機高溫冷卻控制策略。

（3）?空調(diào)系統(tǒng)與低溫回路冷卻協(xié)調(diào)策略。

（4）?空調(diào)系統(tǒng)與低溫回路加熱協(xié)調(diào)策略。

策略解析工況制定通常根據(jù)車輛使用場景進行，通常包括三類：

（1）?靜置狀態(tài)，考察高低溫慢充與快充熱管理策略。

（2）?啟動與怠速狀態(tài)，考察高低溫怠速與啟動下的熱管理策略。

（3）?綜合工況行駛狀態(tài)，如高溫高速、低溫高速、高溫爬坡、急加速、急減速，考察冷卻與加熱策略。

4、熱管理性能測試評價

中國汽研汽車動力總成研究中心具備車輛熱管理對標測試硬件與數(shù)據(jù)采集平臺。以整車熱管理性能開發(fā)為目標開發(fā)了熱管理性能測試評價平臺，實現(xiàn)對熱管理性能數(shù)據(jù)的深度挖掘與分析評價，涵蓋車型包括傳統(tǒng)燃油汽車、純電動汽車及混合動力汽車共計20余款。

通過對新能源汽車熱管理物理架構解析、熱管理性能測試、熱管理策略解析及測試結果評價，為新能源汽車熱管理性能開發(fā)及優(yōu)化提供支撐。

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