电动汽车热管理系统关键部件建模及集成仿真
发布时间：2021-11-24 17:55
传统内燃机汽车的高燃油消耗和废气排放,加剧了全球能源危机和环境污染,使得运输行业面临严峻的能源、环境问题。开发节能环保、能量利用率高的新能源汽车成为有效的解决途径。电动汽车以高效率、零排放和相对成熟的技术在新能源汽车中迅速崛起。然而热管理技术制约着电动汽车的发展,尤其是动力电池的引入和车舱采暖方式的改变,使得热管理的研究工作具有重要价值。本文着重于热管理系统集成后,对高压部件、动力电池的热管控能力和热泵空调性能的分析及整车热管理控制策略开发。首先,通过分析电动汽车热力系统结构,结合当前电动汽车热管理系统研究现状,提出了带电机余热回收的热泵热管理方案。根据热管理系统各关键部件工作原理和在系统中的作用,以实验数据和部件特性数据为支撑,建立了相应数学模型。根据热源传热机理,忽略次要因素影响,建立了高压部件、动力电池导热模型。考虑太阳辐射、车内外温差和车内热源建立了车内环境负荷模型。以热管理系统关键部件模型为基础,搭建了高压冷却系统、电池冷却系统、车内空气循环系统和空调系统仿真平台。通过仿真平台,分别分析了高压系统散热性能,水泵和风扇工作状态对散热的影响;电池主动式和被动式液体冷却下冷却回路中...
【文章来源】：重庆邮电大学重庆市
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
平行流换热器在空调系统系统仿真中，更在乎的是换热器性能
重庆邮电大学硕士学位论文第2章电动汽车热管理系统关键部件建模20212212PPHZkQkQg=+++(2.24)式中，Q——管段中冷却液流量，单位3m/s图2.8水泵工作特性由于电动汽车电子水泵构成的系统为闭合回路，故管路起点也是管路终点，压差引起的扬程损失为零。假设冷却系统中所有部件处于同一高度，忽略由高度差引起的扬程损失。因此冷却系统管路扬程应是以坐标原点为起点的二次曲线。水泵工作点即是管网特性曲线与水泵特性曲线的交点，如图2.8所示。(a)扬程特性曲面(b)效率特性曲面图2.9水泵特性曲面根据水泵工作特性，对某一工况下水泵流量、扬程求解在于定义水泵扬程与流量特性曲线。水泵轴功率通过水泵对流体做的功与水泵效率计算，如式(2.25)。水泵建模方法并不唯一，可以通过定义Suter扬程曲线和Suter力矩曲线通过相似定律建模[44]，也可完全根据经验数据建模。本文采用经验数据对电子水泵建模，通过实验获得不同转速下的流量、扬程、功率数据，采用线性插值算法拟合电子水泵扬
重庆邮电大学硕士学位论文第2章电动汽车热管理系统关键部件建模23aT——空气温度，单位K图2.11散热器热流曲面2.4电动汽车气流系统关键部件气流系统是包括风机及与其进出口连接的管路。典型电动汽车管理热管理系统中风机包括冷却风扇和鼓风机，因此气流系统包括与其连接的两个气流系统。由冷却风扇组成的气流系统负责为前端散热器、空调外部换热器提供强制空气对流，组成包括进气格栅、换热器、风机。由鼓风机组成的气流系统用于车内气流循环，组成包括风机、换热器和风门。2.4.1进气格栅进气格栅位于车辆最前端，在保证足够的气流用于换热器实现换热的同时，也避免了行车中的飞虫、砂石损坏对动力舱部件造成损坏，维持了车辆美观。因此从散热、安全、美观的角度，进气格栅一直伴随着汽车成长。传统汽车多采用固定开度的进气格栅，在电动汽车中为加快外部换热器除霜速度、改善余热回收效率，可调节开度的进气格栅逐渐被应用。进气格栅的建模主要是为了模拟气流系统中的流阻和车辆行驶中由速度建立的压力差。根据流体力学基本方程，进气格栅入口压力应等于大气压力与速度差引起的动压力的和，式(2.28)为进气格栅数学模型[46]。22()2tpvosPKvvP=+(2.28)
【参考文献】：
期刊论文
[1]混合动力电动汽车动力学模型仿真[J]. 郑竹安,蒋伟康,吕红明,熊新. 重庆理工大学学报(自然科学). 2019(03)
[2]车用电机控制器的液体冷却特性[J]. 郑忠,刘桓龙. 微电机. 2018(04)
[3]基于Flowmaster的冷却系统仿真研究[J]. 刘涛,张明,王广基. 中国工程机械学报. 2018(02)
[4]用于确定双吸离心泵Suter曲线的三维内特性法研究[J]. 王玲,黎珉,王福军,王家斌,姚春光,于泳水. 水利学报. 2017(01)
[5]基于Flowmaster牵引电机冷却系统建模分析[J]. 翟雁,郭晓波,张江. 机械设计与制造. 2016(08)
[6]基于中心组合设计的主动进气格栅多开度控制模型的建立[J]. 王文玺,吴存学,干能强,王显,李旭,蔡渝东. 汽车工程. 2015(11)
[7]车用永磁同步电机三维温度场分析[J]. 刘蕾,刘光复,刘马林,朱标龙. 中国机械工程. 2015(11)
[8]基于KULI的发动机热管理瞬态模型的参数设置与仿真[J]. 顾宁,倪计民,仲韵,齐斌,梁乐华. 计算机应用. 2009(07)
[9]汽车空调用压缩机变转速工况容积效率研究[J]. 傅烈虎,李青冬,徐荣吉. 制冷学报. 2008(02)
博士论文
[1]热管理系统散热冷却建模及电池组温均控制策略研究[D]. 王国华.吉林大学 2017
[2]纯电动汽车用低温热泵型空调系统性能研究[D]. 李海军.西安建筑科技大学 2015
硕士论文
[1]纯电动客车驱动电机冷却系统匹配及控制策略研究[D]. 张雷.吉林大学 2018
[2]扶持政策对新能源汽车产业发展的影响研究[D]. 陈歌.山东大学 2017
本文编号：3516486
【文章来源】：重庆邮电大学重庆市
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
平行流换热器在空调系统系统仿真中，更在乎的是换热器性能
重庆邮电大学硕士学位论文第2章电动汽车热管理系统关键部件建模20212212PPHZkQkQg=+++(2.24)式中，Q——管段中冷却液流量，单位3m/s图2.8水泵工作特性由于电动汽车电子水泵构成的系统为闭合回路，故管路起点也是管路终点，压差引起的扬程损失为零。假设冷却系统中所有部件处于同一高度，忽略由高度差引起的扬程损失。因此冷却系统管路扬程应是以坐标原点为起点的二次曲线。水泵工作点即是管网特性曲线与水泵特性曲线的交点，如图2.8所示。(a)扬程特性曲面(b)效率特性曲面图2.9水泵特性曲面根据水泵工作特性，对某一工况下水泵流量、扬程求解在于定义水泵扬程与流量特性曲线。水泵轴功率通过水泵对流体做的功与水泵效率计算，如式(2.25)。水泵建模方法并不唯一，可以通过定义Suter扬程曲线和Suter力矩曲线通过相似定律建模[44]，也可完全根据经验数据建模。本文采用经验数据对电子水泵建模，通过实验获得不同转速下的流量、扬程、功率数据，采用线性插值算法拟合电子水泵扬
重庆邮电大学硕士学位论文第2章电动汽车热管理系统关键部件建模23aT——空气温度，单位K图2.11散热器热流曲面2.4电动汽车气流系统关键部件气流系统是包括风机及与其进出口连接的管路。典型电动汽车管理热管理系统中风机包括冷却风扇和鼓风机，因此气流系统包括与其连接的两个气流系统。由冷却风扇组成的气流系统负责为前端散热器、空调外部换热器提供强制空气对流，组成包括进气格栅、换热器、风机。由鼓风机组成的气流系统用于车内气流循环，组成包括风机、换热器和风门。2.4.1进气格栅进气格栅位于车辆最前端，在保证足够的气流用于换热器实现换热的同时，也避免了行车中的飞虫、砂石损坏对动力舱部件造成损坏，维持了车辆美观。因此从散热、安全、美观的角度，进气格栅一直伴随着汽车成长。传统汽车多采用固定开度的进气格栅，在电动汽车中为加快外部换热器除霜速度、改善余热回收效率，可调节开度的进气格栅逐渐被应用。进气格栅的建模主要是为了模拟气流系统中的流阻和车辆行驶中由速度建立的压力差。根据流体力学基本方程，进气格栅入口压力应等于大气压力与速度差引起的动压力的和，式(2.28)为进气格栅数学模型[46]。22()2tpvosPKvvP=+(2.28)
【参考文献】：
期刊论文
[1]混合动力电动汽车动力学模型仿真[J]. 郑竹安,蒋伟康,吕红明,熊新. 重庆理工大学学报(自然科学). 2019(03)
[2]车用电机控制器的液体冷却特性[J]. 郑忠,刘桓龙. 微电机. 2018(04)
[3]基于Flowmaster的冷却系统仿真研究[J]. 刘涛,张明,王广基. 中国工程机械学报. 2018(02)
[4]用于确定双吸离心泵Suter曲线的三维内特性法研究[J]. 王玲,黎珉,王福军,王家斌,姚春光,于泳水. 水利学报. 2017(01)
[5]基于Flowmaster牵引电机冷却系统建模分析[J]. 翟雁,郭晓波,张江. 机械设计与制造. 2016(08)
[6]基于中心组合设计的主动进气格栅多开度控制模型的建立[J]. 王文玺,吴存学,干能强,王显,李旭,蔡渝东. 汽车工程. 2015(11)
[7]车用永磁同步电机三维温度场分析[J]. 刘蕾,刘光复,刘马林,朱标龙. 中国机械工程. 2015(11)
[8]基于KULI的发动机热管理瞬态模型的参数设置与仿真[J]. 顾宁,倪计民,仲韵,齐斌,梁乐华. 计算机应用. 2009(07)
[9]汽车空调用压缩机变转速工况容积效率研究[J]. 傅烈虎,李青冬,徐荣吉. 制冷学报. 2008(02)
博士论文
[1]热管理系统散热冷却建模及电池组温均控制策略研究[D]. 王国华.吉林大学 2017
[2]纯电动汽车用低温热泵型空调系统性能研究[D]. 李海军.西安建筑科技大学 2015
硕士论文
[1]纯电动客车驱动电机冷却系统匹配及控制策略研究[D]. 张雷.吉林大学 2018
[2]扶持政策对新能源汽车产业发展的影响研究[D]. 陈歌.山东大学 2017
本文编号：3516486
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