電池成組液流熱控及其整車熱力集成協同增效機理研究

《電池成組液流熱控及其整車熱力集成協同增效機理研究》是依託吉林大學，由高青擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：電池成組液流熱控及其整車熱力集成協同增效機理研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：高青
• 依託單位：吉林大學

項目摘要

電池熱管理是電動汽車效能、壽命和可靠性的重要保證，解決不同氣候下電動汽車冷暖熱力支撐已成重要環節和關鍵。為此，提出動力電池液流熱控強化傳熱及其整車熱力集成協同增效主題，液流循環熱力集成協同再利用，實現電池裝備和暖通空調冷暖雙控。探索設計新型液體循環電池換熱結構和成組層疊高效傳熱，以及PCM梯級蓄熱結構和多熔點搭構傳熱強化，研究各構件多尺度、多形態、多工況的強化傳熱作用機理。在組成構件強化傳熱基礎上，探索多熱力系統耦合、熱力強化和流程控制等問題，界定車輛行駛過程、電力與熱力過程、車輛空調過程關聯關係，以及多熱力系統和過程集成的協同控制機制，建立控制因素的相互作用關係，確立最佳化可控性。通過耦合協同研究，揭示車輛工況下液流循環熱力集成體系中節能增效過程關聯的本質特徵、控制策略和方法，拓展電動系統熱控能力，突破傳統空氣冷卻局限性，為實現多種氣候環境下電動汽車熱力支撐及其技術進步奠定理論基礎。

結題摘要

針對電動汽車電池組熱管理和整車集成熱管理，開展新型電池成組液流熱控及其整車熱力集成協同增效機制與機理的研究，特別是其中的新型電池組態與液流傳熱構件設計、熱管理體系構形設計及其傳熱強化，以及熱管理過程高效熱傳輸和組態電池熱控性與溫控性增效。通過液流循環熱力集成，實現整車多系統協同和冷暖過程的低能耗，突破以往熱管理局限性，應對複雜環境條件電動汽車熱控支撐與熱安全。首先，設計新型電池組液流換熱結構，如多形態微小槽道、導熱片圍繞、成組層疊、組合傳熱等，認識電池組態傳熱強化機理，提出減小組內液流體積的輕量化、溫均化等強化傳熱等創新實現。再者，深入研究基於車載的蓄熱結構，創新設計離散結構的球形和超薄扁管等PCM封裝構形堆積、管束組合蓄能構造，提出多熔點搭構（混/序堆，管束列構）、液流溫向、溫度梯級和組合分布等增效蓄能傳熱控制策略機制，研究各構件多尺度、多形態、多工況的強化傳熱作用機理。其次，在完成基本構件和組元強化傳熱基礎上，建立典型車載多熱力系統集成熱管理集成體系，探索多熱力系統耦合、熱力強化和流程控制，研究關聯關係、作用機理、控變協同、低能耗機制、控制策略和前饋/反饋管控性等，提出包括熱泵輔助、散熱熱流變、多溫位熱源遷移等電池冷暖溫變性和組態溫均性協同控制保證，以及熱傳輸高效和低能耗集成優控機制。最後，結合整車行駛工況，構建整車電動力-熱動力集成熱管理系統，綜合研究協同節能增效機理與控制機制，界定車輛行駛、電/熱動力、冷暖熱泵等關聯性，以及多熱力系統集成機制及可控因素相互作用規律，揭示液流循環熱力集成體系優控的節能增效本質特徵，提出溫位、流變、多元/流程組配及其熱傳輸時變性等多場耦合重整熱流變的主控要素協同，構建集成熱管理優控模式及其綜合設計分析平台方法。由此，進一步拓展電動系統熱控能力，突破傳統熱管理局限性，為實現電動汽車及其動力電池熱管理科技進步奠定基礎。