混合动力特种车辆冷却系统仿真与试验研究

混合动力车辆继承了电动汽车低排放的优点,又保持了石油燃料比能量和比功率高的长处,在由燃油车辆向纯电动车辆的转变过程中起着承上启下的作用,由于混合动力履带车辆输出高功率的特点使得各热源部件生热量大,如何设计合理的冷却系统,保证热源部件在不同工况下能够工作在合理的温度范围内显得尤为重要。本论文围绕混合动力特种车辆冷却系统主要进行了以下几个方面的研究:首先对混合动力特种车辆的热源部件进行生热与传热特性的研究。根据各热源部件的特点将冷却系统设立为三个子冷却系统,分别为高温冷却系统,中温冷却系统和低温冷却系统,对冷却系统中各个发热以及散热部件进行生热模型以及换热模型的搭建,同时建立与动力系统相对应的生热关系式。利用这些生热与散热模型搭建整车的冷却系统仿真模型,应用该系统仿真模型研究冷却系统的冷却效果,以及在最大生热工况和静音行驶工况下的生热特性,利用仿真软件MATLAB/Simulink进行仿真,验证系统设计的合理性。其次从冷却系统优化角度进行研究,考虑到有限的动力舱空间,由于动力舱中不同的散热器布置方式对空间的需求不一样,所以针对不同的散热器布置方式,设计出三种散热器的动力舱空间布置模式,针对这三种不同的结构采用GT-SUITE软件下的GT-COOL进行系统仿真,得出其换热特性数据,在同等体积的情况下,选择换热能力较好的散热器组合方式。最后针对冷却系统进行台架试验,台架试验主要为了验证在各工况下动力系统能量传递情况以及冷却系统耗功量,并且对整个混合动力系统的可靠性进行验证。混合动力系统电池组放置于电池组柜中,测试及控制系统位于总控室中,在总控室可以对台架试验进行操作和监测。重点对电机以及油水换热器进行了数据采集以及分析工作,结合仿真结果与实验分析做对比,验证了冷却系统设计的合理性。