電気自動車のパワーバッテリーの加熱方法

図2に示すように、主に以下の基準に従ったカーバッテリーの選択一般的なハイブリッド電気自動車（HEV）の使用はバッテリーの電力よりも高く、純粋な電気自動車（EV）はバッテリーのエネルギーよりも高い。

さまざまな種類のセルは特定の温度範囲でのみ動作し、鉛蓄電池の温度が35〜40℃、ニッケル水素電池が0〜40℃、リチウムイオン電池が20〜75℃など、性能と寿命を保証できます。異なる温度でのバッテリー効率の放電を図3に示します。

電気自動車のバッテリーの主要なエネルギー貯蔵要素は、電気自動車の主要コンポーネントであり、電気自動車の性能に直接影響します。また、バッテリーの熱管理は、現代の電気自動車にとって不可欠です。その理由は、

（1）電気自動車のバッテリーは、比較的劣悪な熱環境で長時間動作するため、バッテリーの寿命が短くなり、バッテリーの性能が低下します。

（2）バッテリーが長時間使用されると、各バッテリーモジュール、モノマーの不均一な性能で温度場の不均一な分布が発生します。

（3）バッテリーの熱監視と熱管理は、車両の走行安全にとって非常に重要です。

車のバッテリー冷却ソリューションの選択

セルの種類によって、発熱の理由はさまざまですが、主に次の4つの側面が含まれます：バッテリーの化学反応、バッテリーの非常に高温、充電側の反応熱、ジュール熱の耐性。バッテリーの熱の寿命を決定した後、合理的な方法で選択した冷却および放熱構造により、バッテリーの動作温度を保証できます。

伝熱媒体の選択

伝熱媒体の選択は、バッテリーパックの動作温度に大きな影響を与えます。伝熱媒体によって分類されるバッテリー冷却システムは、空冷、表面、および3種類の冷却相変化材料に分類できます。空冷は最も簡単な方法は、空気をバッテリーの表面に通すだけです。液冷は、2つの方法で直接接触と間接接触に分けることができます。ミネラルオイルは直接接触熱伝達媒体として使用でき、水または凍結防止が一般的です。非直接接触熱伝達媒体。表面は、冷却のためにウォータージャケットを通ってバッテリーに到達する必要があります。このような熱交換設備はある程度、熱効率が低くなります。セル壁と流体と流体の流れの間の熱伝達率パターン、流速、流体密度、流体熱伝導率、およびその他の関連要因。

放熱構造の選択

キャビネット内の異なるバッテリーモジュール間のバッテリー温度差は、バッテリーの内部抵抗と不整合の容量を強めるために、長時間蓄積すると、バッテリーの一部が過充電または過放電し、バッテリーの寿命と性能に影響を与え、潜在的な安全上の問題を引き起こします。温度差とバッテリーパック配置のバッテリーモジュール内のバッテリーは、一般的に、バッテリーの中間の熱の蓄積が容易で、バッテリーの冷却条件の端がより良いです。したがって、バッテリーパック構造の配置と熱放散では設計、バッテリーパックの冷却の均一性を確保します。空冷では、熱放散と換気の方法は、図4と5に示すように、一般に2種類の直列と並列があります。

図4シリアルベンチレーションモードに示すように、ブローの左側からの冷気が右側から吹き出されます。空気加熱は常に流れているため、冷却効果の右側は、バッテリーの左側はバッテリー温度が左から右に順番に上昇します。第1世代のトヨタプリウスとホンダインサイトはシリアルベンチレーションモードを採用しています。

図5に示すように、並列換気の空気の流れはバッテリーモジュール間でより均等に分配されます。並列換気の方法は排気チャネルを必要とし、バッテリーの配置の位置は適切に設計されています。トヨタの新しいプリウスは並列換気構造であり、排気通路へのくさびが異なるモジュール間のギャップ、および基本的な一貫性の間の圧力差は、一貫性のある異なるバッテリーモジュールを吹く空気の流れを確保し、スタックの温度場分布の一貫性を確保します。

バッテリー性能を向上させるという観点から、並列換気モードは、熱管理システムでより一般的に使用される直列換気方法よりも優れています。

HEVバッテリーCFD熱ソリューションのケース分析

ハイブリッドカーの性能はバッテリーパックの性能に左右され、バッテリーの性能は温度と密接に関係しています。ニッケル水素電池を使用したハイブリッド冷却システムの目標は、バッテリーの動作温度を最高20の範囲に制御することです。 ℃〜40℃、5℃以下のモジュール間の温度差。

バッテリーパックエアダクトの配置の違い、バッテリーパック冷却システムの影響を考慮します。サイドエアダクトとは、バッテリーボックス本体内のバッテリーモジュール構成の順序、バッテリーパックからの冷却空気の流れの外側を指します。に、内部エアダクトを介してバッテリーモジュール間のギャップに、最終的にはガス排出の吸気口を備えたエアダクトの横方向の位置にあります。異なるサイドダクトは、バッテリーボックス本体内のバッテリーモジュール構成の順序を指します。バッテリーパックから冷却空気の流れの側に、内部エアダクトを通ってバッテリーモジュール間のギャップに流れ込み、最後にガス排出口のエアダクトの反対方向の位置に吸気します。

エアダクトの内外で同側、エアインレットパイプからバッテリーパックの下部に空気が入り、右側に戻って左側に到達すると、逆流現象が熱サイクルにつながり、上部と下部を助長しませんバッテリーの冷却：エアダクトの内外の同じ側、バッテリーパックの下部にインポートされた左側からエアダクトスキームの反対側の反対側、直接右側では、程度を減らすことができますバッテリーの熱サイクルの、上部バッテリーの最高温度を下げることができます;反対側の下部では、エアダクトの流れ場の速度分布の内外でより均一になります。

上の写真から、サイドインとエアダクトセル表面の最高速度と最小気流速度が大きいと、セル表面の不均一な熱放散につながる可能性があり、温度上昇が大きくなり、バッテリー性能に影響を与えることがわかります。エアダクト方式は、気流速度の左側のバッテリーを改善し、上部ラジエーターの左側のバッテリーに有利です。エアダクトの同じ側の内外、反対側の内外と比較してエアダクトセルの表面風速分布も、より良い解決策があります。

、軸方向の流速に沿った流れ場の分析により、基本モジュールは均一ですが、バッテリーが作動しているため、バッテリーの内部温度が上昇します。インポートからエクスポートへの空気の流れが徐々に上昇し、上流のバッテリーの冷却条件が優れています。したがって、下流のエアダクトの面積を最小限に抑えることを提案し、下流の流速を上げ、バッテリーの内部流速を改善し、内部の熱を取ります。

シミュレーション結果は、

同側試験温度11℃、空気ダクト内外、定温1日、空気ダクトスキーム試験温度22℃、温度1日、試験開始、試験計画、バッテリーパックの温度は30℃で、バッテリーパックファンが始動します。

バッテリーパック内に配置された36温度センサー温度取得モジュール、バッテリーパック内、図に示すように、バッテリー温度センサーは、番号1、2、3などを増やすために左から右の順序で配置されます。SOC30の範囲のバッテリーが必要です。 ％70％、定電流充電のために中断されないバッテリーパックまで、定電流放電はテストを継続します。以下に示す温度測定ポイントのバッテリーモノマーは、エアダクトの内外で同側を計画します。計画2。エアダクトから。

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