应用于高寒地区的电动汽车动力电池系统热管理技术研究

随着全球能源危机以及大气污染等问题的日益加剧,电动汽车技术逐渐受到人们的重视。锂离子电池作为电动汽车的动力来源,其工作性能受外界环境温度影响较大。低温环境下,电池的容量会急剧衰减,内阻会持续增大,进而导致电动汽车整车性能衰减。在极端低温环境下,电动汽车甚至无法直接启动,这极大地限制了电动汽车在北方高寒地区的推广,因此本文侧重研究低温对于动力电池的影响,并设计应用于低温环境的电动汽车动力电池热管理系统。本文首先通过电池特性实验研究了低温对于磷酸铁锂电池和三元材料电池的容量、开路电压和内阻等关键参数的影响,分析得出电池的适宜工作温度范围。通过脉冲充放电实验获取了电池的等效比热容和传热系数等关键热物性参数,为热管理系统的方案设计提供了理论依据。其次,分析了动力电池系统的预热机理,并通过小模组的预热实验对比了三种预热方式的优缺点,通过分析,得出利用加热元件直接对电池底部加热是一种有效、可行的预热方式。并在此基础上完成了动力电池系统的整体结构设计和预热方案设计。最后,明确了低温环境下动力电池系统热管理的整体设计需求,并在此基础上进行了热管理系统的硬件设计和软件设计。在完成热管理系统的开发后,搭建了动力电池组低温测试平台,在不同环境温度下对动力电池组进行了预热实验,实验表明该热管理系统能够有效地对电池组进行预热,有效提升电动汽车在高寒地区低温环境下的整车性能。