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登錄動力電池熱管理系統性能試驗方法
關注創建者:匿名 創建時間:2021-08-30

動力電池熱管理系統性能試驗方法的實例教程
1 范圍
本標準規定了動力電池熱管理系統性能的試驗方法。
本標準適用于乘用車用動力電池熱管理系統,商用車用動力電池熱管理系統可以參考。
2 規范性引用文件
下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。
GB/T 2900.41-2008 電工術語 原電池和蓄電池
GB/T 19596-2017 電動汽車術語(ISO 8713:2002,NEQ)
GB/T 31467.2電動汽車用鋰離子動力蓄電池包和系統 第2部分:高能量應用測試規程
QC/T 468-2010 汽車散熱器
GB/T 18386-2017 電動汽車 能量消耗率和續駛里程試驗方法
GB 18352.6-2016 輕型汽車污染物排放限制及測量方法(中國第六階段)
3 術語和定義
GB/T 2900.41-2008、GB/T 19596-2017中界定的以及下列術語和定義適用于本文件。
3.1 動力電池熱管理系統 battery thermal management system
綜合運用各種技術手段,具備動力電池冷卻、加熱、保溫和均溫等功能,保證動力電池在不同環境下正常工作的系統。同時,該系統可以在動力電池發生熱失控時提供報警信號,具備安全防護功能。通常,動力電池熱管理系統包括主動式熱管理系統和被動式熱管理系統兩種。
3.2 被動式熱管理系統 passive thermal management systems
基于熱傳導、熱輻射、熱對流等熱量傳輸原理,只依靠冷卻或加熱流體因為溫度因素緩慢流動自然完成熱量輸入輸出交換的熱管理系統。該類系統通常適用于單體產熱量小于5W的電池。
展開 本標準規定了動力電池熱管理系統性能的試驗方法。
本標準適用于乘用車用動力電池熱管理系統,商用車用動力電池熱管理系統可以參考。
2 規范性引用文件
下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。
GB/T 2900.41-2008 電工術語 原電池和蓄電池
GB/T 19596-2017 電動汽車術語(ISO8713:2002,NEQ)
GB/T 31467.2電動汽車用鋰離子動力蓄電池包和系統 第2部分:高能量應用測試規程
QC/T 468-2010 汽車散熱器
GB/T 18386-2017 電動汽車 能量消耗率和續駛里程試驗方法
GB 18352.6-2016 輕型汽車污染物排放限制及測量方法(中國第六階段)
3 術語和定義
GB/T 2900.41-2008、GB/T 19596-2017中界定的以及下列術語和定義適用于本文件。
3.1 動力電池熱管理系統 battery thermal managementsystem
綜合運用各種技術手段,具備動力電池冷卻、加熱、保溫和均溫等功能,保證動力電池在不同環境下正常工作的系統。同時,該系統可以在動力電池發生熱失控時提供報警信號,具備安全防護功能。通常,動力電池熱管理系統包括主動式熱管理系統和被動式熱管理系統兩種。
3.2 被動式熱管理系統 passive thermal management systems
基于熱傳導、熱輻射、熱對流等熱量傳輸原理,只依靠冷卻或加熱流體因為溫度因素緩慢流動自然完成熱量輸入輸出交換的熱管理系統。該類系統通常適用于單體產熱量小于5W的電池。
展開 4.2、實驗方法
本次實驗在天津中國汽車技術研究中心進行,主要是對
所研發的基于液體的電動汽車動力電池熱管理系統冷卻和加熱性能進行測試,為系統優化和驗證模擬精度奠定基礎,公眾號-新能源電池熱管理。
系統流阻測試通過檢測系統進出水口壓力獲得,冷板表面溫度通過在冷板表面粘貼熱電偶得到;在系統冷卻性能測試中電池溫度通過集成在電源系統內的溫度采集點上傳至BMS獲得。具體實驗方法見表2。
4.3、實驗設備及測點布置
為了解系統性能,便于對系統進行更好匹配和優化,需要對系統不同部位的溫度檢測。具體的測點布置情況如圖8所示,實驗設備如圖9所示。
4.4、實驗結果及分析
通過對系統實驗數據處理,分析電池包溫度特性,從而評價系統性能。
4.4.1、基于液體熱管理系統流阻實驗驗證
通過實驗測得系統流阻為48kPa,相比模擬的51kPa,誤差在6%,在允許范圍內。模擬精度可以滿足設計。
4.4.2、快充冷卻性能實驗驗證
將含有液體熱管理的電源系統置于步入式高低溫箱進行實驗,調節高低溫箱溫度為40℃,相對濕度50%。當電池溫度達到35℃后,通過充放電設備對電源系統以1.5C進行充電,同時開啟液體熱管理系統,對電池進行冷卻,當SOC達到80%以后,充電倍率跳轉至0.3C至電池充滿。實驗結果如圖10所示。隨著充電進行,電池溫度先升高后降低,最高溫度為42℃,充電結束電池最高溫度為36℃,最低溫度為29℃,溫差7℃。相比模擬結果,最高溫度模擬精度為5.6%,充電結束溫度模擬精度為14%,溫差精度在12.5%,基本可以指導熱管理設計。
展開 4.2、實驗方法
本次實驗在天津中國汽車技術研究中心進行,主要是對
所研發的基于液體的電動汽車動力電池熱管理系統冷卻和加熱性能進行測試,為系統優化和驗證模擬精度奠定基礎,公眾號-新能源電池熱管理。
系統流阻測試通過檢測系統進出水口壓力獲得,冷板表面溫度通過在冷板表面粘貼熱電偶得到;在系統冷卻性能測試中電池溫度通過集成在電源系統內的溫度采集點上傳至BMS獲得。具體實驗方法見表2。
4.3、實驗設備及測點布置
為了解系統性能,便于對系統進行更好匹配和優化,需要對系統不同部位的溫度檢測。具體的測點布置情況如圖8所示,實驗設備如圖9所示。
4.4、實驗結果及分析
通過對系統實驗數據處理,分析電池包溫度特性,從而評價系統性能。
4.4.1、基于液體熱管理系統流阻實驗驗證
通過實驗測得系統流阻為48kPa,相比模擬的51kPa,誤差在6%,在允許范圍內。模擬精度可以滿足設計。
4.4.2、快充冷卻性能實驗驗證
將含有液體熱管理的電源系統置于步入式高低溫箱進行實驗,調節高低溫箱溫度為40℃,相對濕度50%。當電池溫度達到35℃后,通過充放電設備對電源系統以1.5C進行充電,同時開啟液體熱管理系統,對電池進行冷卻,當SOC達到80%以后,充電倍率跳轉至0.3C至電池充滿。實驗結果如圖10所示。隨著充電進行,電池溫度先升高后降低,最高溫度為42℃,充電結束電池最高溫度為36℃,最低溫度為29℃,溫差7℃。相比模擬結果,最高溫度模擬精度為5.6%,充電結束溫度模擬精度為14%,溫差精度在12.5%,基本可以指導熱管理設計。
展開 在替代傳統車輛內燃機的現有選擇中,電力驅動的動力總成,包括電動機和機電電池似乎是最有前途的。
電池熱管理系統分為有源 TMS、無源 TMS 和混合 TMS。被動熱管理系統,如熱管或受益于相變材料 (PCM) 的系統,可以在不消耗任何能量的情況下控制電池溫度。然而,它們的冷卻能力有限,這意味著它們的可靠性不能滿足汽車傳熱工程師的要求。另一方面,利用主動式 TMS 可以達到更大的冷卻能力,但要達到這一目的,需要消耗大量能量。此外,創建均勻的溫度分布被認為是對這些 TMS 的大膽挑戰。在混合動力電池熱管理系統中,結合了主動和被動TMS的優點,并試圖盡可能地由另一方的角色來彌補缺點,然而,當前對這種電池熱管理系統的研究很少。
02
成果掠影
近期,伊朗科技大學汽車工程學院G.R. Molaeimanesh團隊研究出一種混合動力電池熱管理系統(BTMS),基于相變材料的主動熱管理系統(TMS)和被動TMS的組合(PCM) 將電池溫度保持在合適的范圍內,同時與被動 TMS 相比具有更好的冷卻效果,并且使用比主動 TMS 更少的能量。在整個研究中,該團隊對具有三種不同冷卻管道結構和三種不同冷氣流壓力差的九個案例進行了模擬和研究。結果表明,即使在最壞的情況下,溫度的升高也是安全的、可接受的,并且對于熱管理考慮來說足夠平穩。電池的最高溫度從未超過 314 K,顯示出所提出的混合 BTMS 的完美能力。此外,人們可以注意到入口空氣越強大流或通過 PCM 體積的冷卻管道越長,電池表面溫度越低。此外,在所有模擬情況下,電池模塊內電池的最大溫差不超過 1.6 °C,證明了所提出的混合 BTMS 在電池組內創造均勻溫度分布方面的出色能力。
展開 
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動力電池是什么?
動力電池即為工具提供動力來源的電源,多指為電動汽車、電動列車、電動自行車、高爾夫球車提供動力的蓄電池。動力電池是新能源汽車的核心部件,也是未來能源轉型的重要方向。?
動力電池對電流要求較高,?容量相對較大,?同時要求重量越輕越好。?動力電池的工作原理基于高能量和高功率、?高能量密度等特點,?能夠通過放電給設備、?器械、?模型、?車輛等驅動。?根據使用對象的不同,?電池的容量可能達不到單位
一、動力電池結構
動力電池一般指鋰離子電池,鋰離子電池是指在充放電時鋰離子通過正、負極之間來回移動,主要組成部分:正極和負極,隔膜,電解液, 集流體(正極集流體和負極集流體)。
鋰離子電池的正極材料由復合材料制成,一般被定義為鋰離子電池的名稱。正極材料主要由四種類型:
1.具有層狀結構的金屬氧化物,如鋰鈷氧化物(LiCoO2/LCO) ;
2.具有三維尖晶石結構的金屬
來源 | Journal of Energy Storage
01
背景介紹
開發和使用電動汽車是實現碳中和的最有效方法之一。鋰離子電池作為電動汽車(EV)的核心部件,廣泛應用于混合動力汽車(HEV)、插電式混合動力汽車(PHEV)和純電動汽車(BEV)。動力電池的性能很大程度上決定了整車的性能
來源 | Applied Thermal Engineering
01
背景介紹
如今,電動汽車已成為汽車行業的主流發展方向,對于解決能源短缺和環境惡化問題具有重要意義。動力電池是決定電動汽車整體性能的關鍵部件之一,近年來,鋰離子電池以其功率密度高、自放電率低、制造成本不斷降低等優點得以大力推廣
來源 | Journal of Energy Storage
01
背景介紹
鋰離子電池已廣泛應用于電動汽車(EV)和儲能系統(ESS)等領域,其性能直接影響了系統運行的安全與效率。鋰離子電池具有能量密度高、循環壽命長、自放電率低、成本低、對環境友好等優點,但它們的性能對溫度非常敏感。熱安全性是限制電池發展的重要因素
摘要:為延長電池使用壽命,提高電池安全性,需要對電池進行熱管理。電動汽車動力電池熱管理系統在理論分析、仿真建模、實驗驗證基礎上開展設計工作,綜合考慮了電池產熱原理、產熱模型、發熱功率后,確定了基于液體的熱管理模式。使用CFD軟件對所設計系統進行仿真和分析,并對工程樣機熱管理有效性進行了實驗驗證。
當前,整個電動汽車行業蓬勃發展。電池是電動汽車核心部件,電池的熱特性對整車性能、安全性、壽命及使用成本產生關鍵影響
來源 |
Applied Thermal Engineering
01
背景介紹
近年來,能源危機和環境污染問題日益嚴重,已成為制約社會發展、影響人類健康的關鍵因素。傳統汽車以燃油為動力,其尾氣加劇了環境污染。節能減排是未來社會的趨勢。超過 120 個國家承諾到 2050 年或 2060 年實現碳中和
來源 | Journal of Energy Storage
01
背景介紹
如今,世界正在走向工業化,最近的工業革命導致更多的汽車生產以滿足人類交通的需要。受益于內燃機的車輛消耗大量化石燃料有其優點和缺點,但可以觀察到弊大于利。傳統車輛的出現導致全球變暖、聲音和空氣污染、特大城市的酸雨以及化石燃料資源的枯竭。然而,盡管提到了這些事實
摘要:為延長電池使用壽命,提高電池安全性,需要對電池進行熱管理。電動汽車動力電池熱管理系統在理論分析、仿真建模、實驗驗證基礎上開展設計工作,綜合考慮了電池產熱原理、產熱模型、發熱功率后,確定了基于液體的熱管理模式。使用CFD軟件對所設計系統進行仿真和分析,并對工程樣機熱管理有效性進行了實驗驗證。
當前,整個電動汽車行業蓬勃發展。電池是電動汽車核心部件,電池的熱特性對整車性能、安全性、壽命及使用成本產生關鍵影響
CAE技術在汽車行業的應用從最初的線彈性部件分析到汽車結構中大量的非線性問題分析,到現在汽車疲勞壽命分析、NVH分析、碰撞模擬等,CAE分析幾乎涵蓋了汽車性能的所有方面。小到螺栓預緊力分析,大到整車碰撞模擬和整車NVH(噪聲、振動和聲振粗糙度)分析,CAE分析都發揮了無可替代的優勢和作用。CAE分析范圍覆蓋了結構、流體力學、多體動力學、被動安全、工藝、整機合整車性能等方方面面。
為了幫助大家更好地學習汽車領域的知識