增程式电动汽车动力舱交互热分析与热管理系统设计

  增程式电动车具有低成本、节油率高、低排放、可增加续驶里程、基础设施投入少等诸多优点,是汽车发展的重要趋势,也是向纯电动汽车过渡的最佳技术方案。对于增程式电动车而言,动力舱是各热源交互的主要区域,其热管理优劣直接影响到车辆的动力性能和环保要求,所以高效的动力舱热管理系统是增程式电动车开发环节中至关重要的一个环节。本文首先分析比较了热管理技术的发展现状和趋势,基于课题组的一个增程式微型面包车,从动力舱的角度出发,设计出一套互通循环、高效完整的集成热管理系统。该系统包括发动机冷却系统、发电机冷却系统、驱动电机冷却系统、空调系统和动力电池组热管理系统。针对增程式电动车动力系统构成,对发动机、发电机、驱动电机以及电池在不同行驶工况下的功率进行研究分析,并提取典型的工况点,作为热管理设计过程中参数匹配时的极限工况点。通过对动力舱典型热力系统中主要设备的热平衡关系分析,确立了发动机、发电机、驱动电机、电池包和空调制冷系统的基本热负荷计算方法。它们不但在动力舱气流散热空间存在交互影响,而且在液体流动工质间也存在某些子系统流程交互。通过典型子系统间的交互热特征分析,进一步研究了其中的热特征关系和参数确定。根据确定的典型工况点,着重分析其散热需求和相关参数匹配,包括高温工况的发动机、发电机、驱动电机和电池包的散热需求,空调系统的制冷需求,低温工况的电池包加热需求和空调系统的制暖需求等,以及进一步明确基本热管理模式的温度条件等。以及对系统的参数匹配和关键部件选型。为了进一步验证所设计的集成热管理系统的可行性和极限工况下的温度控制能力,在AMEsim平台上建立了增程式电动车的集成热管理模型,包括发动机冷却、电池包冷却和预热、电机电气冷却以及空调制冷和制暖在内的单元模型和模块,通过各热流子系统模块关联耦合,实现了交互过程的集成热管理仿真计算。通过典型算例,进行了以环境温度为主要外界条件在特定工况下的各热力过程温度变化的简要分析,并验证集成热管理系统设计的合理性。

【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.72
【目录】：

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