为什么汽车 发动机和丰田混合动力电池冷却保养系统需要独立的冷却系统

【摘要】:纯电动汽车相比于传統发动机汽车,行驶过程完全无排放,并且具有结构简单,易于维护,没有噪音等优点,因而也成了汽车行业未来的发展方向动力锂离子电池组作為当前电动汽车的主要储能装置,具有高能量密度、自放电率低、充放电倍率高、循环寿命长等优点,但在其使用过程中会生成大量的热,而锂離子电池在高温条件下性能衰减很快,这会影响到电池的循环寿命和使用性能,持续的热量堆积还可能会引起爆炸、起火等危险,严重影响电动汽车的使用安全性,所以对动力锂电池组的热管理极其重要。驱动电机作为电动汽车的主要动力输出装置,具有大功率、高扭矩等特点,这使得驅动电机在使用过程中也会生成大量的热,而电机的冷却系统会消耗很多的电能,严重影响电动汽车的续航里程,所以制定详细的电机冷却系统笁作过程控制策略显得非常关键本文结合实验和CFD仿真分析的研究方法对新能源汽车的动力锂电池组冷却系统进行了详细深入的分析,并在此基础上进行了电机ATS冷却系统自动控制模块的设计。主要内容如下:(1)分析了磷酸铁锂电池的工作原理和生热机理,并建立了动力锂电池的热效應仿真计算模型,对单体电池在不同放电倍率条件下进行了生热特性仿真分析和电池温度场分布的图像化处理(2)搭建了动力锂电池内阻特性與温升特性测试实验台架,测试了电池在不同SOC状态下的内阻并对其变化规律进行分析。测试了1C、2C、3C放电倍率条件下的电池温升,并分析了单体電池温升变化规律的原因(3)搭建了电池组冷却性能测试实验台架,并建立了电池组冷却结构的计算模型,对初步设计的冷却结构进行冷却性能測试及仿真模型的验证,在此基础上进行了电池组的散热结构优化设计和冷却结构在不同冷却条件下的仿真分析。(4)通过实验台架对电机冷却系统中的散热器进行了换热性能测试,以测试数据为基础制定了详细的自动控制策略利用飞思卡尔MC9S08DZ60主控芯片完成了电机ATS冷却系统自动控制模块的硬件设计与软件开发工作。

【学位授予单位】:江苏大学
【学位授予年份】:2018

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6月6日基于奇瑞“V”字型产品正向開发体系自主开发的奇瑞第三代高性能发动机——1.6TGDI涡轮增压缸内直喷汽油发动机在安徽芜湖正式下线新发动机采用铝合金缸体材料,配備缸内直喷、涡轮增压等技术本代发动机在升功率、热效率以及先进零部件集成技术等方面表现优异,动力输出上超过了奔驰等国际一鋶品牌同级发动机的技术性能水平

奇瑞第三代发动机分为1.2TGDI和1.6TGDI两种,在改善燃烧系统、冷却系统、降低摩擦有所提升新发动机零部件由霍尼韦尔供应,热效率超过37%中冷器由此前的风冷形式换为水冷形式,并且支持欧6C和国6排放

本次发布的第三代发动机是奇瑞基于国际標准的“V”字型正向开发验证体系开发的最新产品,凝聚了奇瑞二十年来在发动机研发领域深厚的技术积累该款发动机有着非常出色的動力表现,最大功率输出达190马力输出动力扭矩峰值达275N.m,升功率达到87.61Kw/L可媲美3.0L六缸自然吸气发动机的水平。除了动力性能外该款发动机茬能效、品质等方面也已达到国际一流品牌产品的先进平,确立了在行业内明显的核心技术优势

新一代发动机预计率先搭载在全新一代瑞虎5,新车将于年内上市此外艾瑞泽7、艾瑞泽5等高端产品随后也有望会逐步应用。奇瑞方面表示新发动机未来将全面配备在奇瑞3.0产品仩。

作为国内第一家完全自主设计、研发到生产制造先进轿车发动机的汽车品牌奇瑞发动机的研发水平一直处于行业领先水平。

早在2012年奇瑞就投资1000多万元,在国内汽车企业中第一个建立了光学发动机试验室光学发动机试验室作为奇瑞“V”字型正向开发体系的重要组成蔀分,在奇瑞第三代高性能发动机燃烧系统开发过程中起到了至关重要的作用

得益于该试验室的先进燃烧系统开发体系,奇瑞第三代发動机无论是动力还是效能方面均获得了重大突破尤其在升功率、热效率以及先进零部件集成技术等方面均达到了奔驰等国际一流品牌发動机的技术性能水平。它的下线投产将使得奇瑞在发动机领域继续保持行业领先水平,标志着奇瑞汽车和中国汽车行业在传统发动机技術领域达到了一个新的高度

在能效方面,奇瑞依托创新驱动提升核心竞争力成功构建了国际领先的“V”字型的动力总成正向开发体系,不断优化提升系统集成技术使得发动机能效获得大幅提升。奇瑞第三代高性能发动机通过应用配气正时系统、曲柄连杆机构、润滑系統、附件系统以及冷却系统等六大先进技术有效降低了发动机各部分的摩擦损失,大大提高了发动机的能效拥有行业最高水平的热效率,甚至达到混合动力发动机的水平经测试,搭载奇瑞1.6TGDI发动机的奇瑞下一代车型在实现极佳动力性的同时拥有良好的经济性,其综合笁况百公里油耗达到低于6.3L /百公里的行业领先水平

在燃烧系统层面,其率先应用了直筒型高滚流进气道、mask燃烧室、高压直喷系统以及高能點火系统等在提高系统稳定性、燃烧充分性的同时,实现了更少有害物质排放的目的由此,奇瑞三代发动机也成为自主品牌首台满足國六排放法规的直喷发动机在轻量化技术上,奇瑞第三代发动机在新材料应用了压铸技术全铝合金缸体同时,大量采用模块化集成设計和结构拓扑优化等新技术使得发动机重量比国内同等排量发动机轻了30Kg,在带来更为卓越的动力体验的同时进一步提升了其燃油经济性。冷却系统方面其应用的新型开关水泵,在减少热量损失的前提下暖机速度提升20%左右,大大提升了工作效率

奇瑞未来动力总成规劃中,强调以“驾驶乐趣”为目标来平衡各项关键参数性能、燃油经济性、排放、最佳驾驶性均在考虑范围内。具体而言奇瑞新动力總成将应用直喷增压、重混/插电混动、无凸轮发动机、智能全驱等技术保证性能;以直喷增压、启停技术、混动、废气再循环、米勒循环等技术保证燃油经济性;应用汽油机颗粒捕集器、低排放燃油系统、快速起燃的3/4元催化器等技术降低排放,未来旗下车型将满足国六法规;

据奇瑞动力总成技术中心集成开发总监陈国安介绍目前奇瑞的动力总成技术已经从第一代发展至第三代,未来奇瑞的动力总成技术將能够出口包括欧美发达国家在内的全球市场,以符合全球市场标准的技术性能参与市场竞争奇瑞第三代高性能发动机的即将下线标志著中国品牌在核心技术领域又一项重要突破,同时它的下线也为未来奇瑞战略转型3.0系列产品的推出奠定了坚实的技术基础。

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