混合動力汽車動力電池組的熱管理系統設計研究

萬慶江

摘要：隨著社會的發展，環境問題以及能源問題日益突出，以至于我們不得不研究新型能源汽車以適應當今社會環境以及科技的變化，因此各種機能電池應運而生。為了使汽車動力更好的在新能源這個平臺上發展，我們應該將具有最好性能的新能源電池作為機動汽車的核心技術進行研究，以滿足未來汽車的動力需要。目前功率比較高的電池包括鉛酸動力電池、鋰離子動力電池以及太陽能動力電池，但都存在一定的優點以及缺點，故未來更好的發展新型能源汽車我們應該對動力電池進行多方面的研究甚至混合動力研究，以便于更好的管理機動汽車的熱管理系統以及動力系統。因此研究適合新型機動汽車的新能源電池對未來汽車的設計具有重要的意義。

關鍵詞：混合動力；熱管理系統；機動汽車

一、發展現狀的分析以及研究

1. 當下社會新能源汽車的發展狀況

隨著當下環保理念的不斷提出以及經濟的不斷提高，人們對新型汽車的需求也在逐漸的增加，人們需要的不僅僅是代步的工具，更多的需要具有環保性能以及動力極其良好的代步汽車，以至于我們當下應該積極的避免二氧化碳以及碳氫氧化物的排放，尋找研究新型能源代替原有的機動電池，以便于更好的控制溫室效應。

隨著環境問題以及能源問題不斷的被人們所關注，混合動力新型能源汽車以其環保且對化石燃料使用較少的優勢逐漸的被大眾所喜愛，逐漸的成為當下汽車發展的主流。因此我國對新型能源汽車的發展前景也比較重視，以至于在充電站、控制器以及新型動力電池方面投入大量的人力物力資源，以便于可以與歐美等一些發展前沿的國家齊頭并進。除此之外我國還對新型能源發展研究方面以及后期推廣給予了相應的補貼以及大力支持，更好的鼓勵了我國汽車行業對新能源汽車研究的信心以及動力。從而我

2.組合動力電池的發展狀況

新能源的不斷發展奠定了動力電池性能的改進，雖然在當下新能源電池的使用也可以滿足當下汽車的使用，但是對于電池本身卻存在著很多的問題等待我們去改善。首先對于安全問題，我們當下的電池安全性能很低，常發生一些類似于燃燒爆炸等事故問題，更甚于出現一些高壓絕緣的問題，解決能源合理利用的同時卻不能解決汽車安全方面的問題。其次就是電池重復使用的問題，為了保障動力電池的長期使用，我們應該使用較小的電流完成電池的充電，以至于充電時長一般要超過兩個小時，嚴重影響汽車的正常使用。而動力電池的使用壽命往往比汽車的使用周期要短許多，以至于我們要想維持汽車的正常使用，應該定期更換動力電池，這就無形中增加了汽車使用的成本。最后就是電池的成組問題，為了保障汽車的正常工作我們應該串聯多個單電池，但是單個電池因為本身的差異導致成組的電池能量大大減少，降低電池的使用壽命。

二、混合動力的影響因素

1. 溫度影響

新型電池的無污染無記憶的優點可以被越來越多的新型能源汽車所應用。但由于使用的頻率比較高，會出現一些比較嚴重的問題，比如放電超出等現象，從而導致動力電池的溫度發生大幅度的變化，從而影響電池的使用效率。

2. 單個電池差異的影響

就如沒有兩片相同的葉子一樣，即使同一批生產的電池也存在著巨大的差異，當我們進行電池成組時就會無法避免能量減少，以及兩節電池間的相互影響，從而導致不能較好較全面的進行新型電池的使用。其次單個電池之間焦耳熱方面的問題對電池的使用也具有重要的影響。

三、新型電池組的分析應用

新型電池組的研發增加以往電池的使用效率，利用三維熱模型解決以往動力電池的溫度方面的問題，在放電方面以及電池冷卻方面進行了一定的改進分析，忽略電池內部因為電解液導致流動較差所引起的對流換熱問題以及動力電池內部輻射散熱的影響。此外使用密度相同且介質均勻的材料，之后按照一定的比例進行電池的制造與組裝，保證動力電池在材料方面的厚度相同，之后根據單個電池的連接方式進行導熱系數方面的計算，從而保障比熱容與熱導率的一致性。最后利用非穩態傳熱能量守恒公式對動力電池進行一定方面的檢驗，避免動力電池受SOC值的影響。

對單個電池不同的使用條件以及不同的放電情況都會對成組電池有一定的影響，較穩定的充電環境會保障動力電池的使用壽命以及保障汽車的有效運行，因此保持動力電池充電時電流的穩定性以及后期電池之間的相互傳輸都對新型混合動力的新能源汽車的正常具有重要的作用。

四、結語

混合動力汽車動力電池組的熱管理系統對整個汽車的使用都具有極其重要的影響，研究電池的熱安全性，提高電池組的熱效率，增加電池組的一致性可以較好的保障新能源動力汽車的使用以及壽命。其次研究動力電池的熱性能方面的問題建立相應的仿真模型，增加更方面的放電頻率，對動力電池組進行冷卻分析，并進行相應的優化政策，對動力電池組模型進行不同情況下的模擬驗證，以確定最適應三維熱模型的各方面要求，尋找最適合新能源汽車的動力電池溫度以及放電電流，研究適合混合動力汽車動力的電池組正負極材料以及正負極空隙率和有效接觸面積，嚴謹動力電池的制作水平，以便于更好的投入到實際生產應用中去。

參考文獻：

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