增程式电动汽车热管理系统一维热安全仿真和试验验证

2022-11-11 19:01:39· 来源：易贸AUTO行家

本节通过一维仿真对比了不同热安全工况下的仿真结果，识别了整车热安全工况下动力系统超温风险。

不同初始 SOC 对水温影响

根据图 11 可知，动力电池初始 SOC 不同，电池与发动机输出功率比例不同。本节以高速爬坡工况为例，动力电池初始 SOC 为 50%与 90%两种情况下，研究不同初始 SOC 对热管理系统的影响。

图 17 为动力电池不同初始 SOC 下的剩余电量对比结果。由于动力电池功率输出系数随着 SOC 的减小不断降低，因此 90%初始 SOC 的电量降低速率较 50%初始 SOC 快。

图 18（a）与（b）为发动机转速及输出功率变化曲线。由图可知，与初始 SOC 为 90%时相比，初始 SOC 为 50%的发动机输出功率大一些。由于发动机输出功率不同，发动机转速变化趋势也不同。

图 19 为发动机水温变化曲线。由图可知，初始 SOC 为 50%时发动机出口水温较初始 SOC 为 90%的高，主要是因为发动机输出功率不同。从图上还可以看到，两种不同初始 SOC 条件下的发动机出口水温均出现了波动，这是由于发动机转速突然增大引起系统流量增加，导致发动机出口水温短暂降低。

图 20（a）与（b）分别为前电机与发电机进口水温仿真结果。由图可知，不同初始 SOC 条件下的电驱动系统水温变化基本相同。

本节以高速爬坡工况为例，探究了动力电池不同初始 SOC 对热管理系统的影响，根据仿真结果分析发现，在一定范围内，动力电池初始 SOC 越低，发动机输出功率越高，热管理系统热安全风险越大。

04增程式电动汽车热管理系统仿真与试验对比

本节以工况 3 高速爬坡工况为例，对热管理系统热安全仿真与试验进行对比分析。试验在环模仓内进行，仿真与试验初始条件如表 5 所示。

本文研究的增程式电动汽车热管理系统高速爬坡工况下仿真与试验结果如下表 6 所示。

图 21 为高速爬坡工况下仿真与试验过程中发动机输出功率变化曲线，仿真与试验过程中的发动机输出功率变化基本一致，误差较小。

图 22 为仿真与试验过程中发动机出口水温对比曲线。由于仿真过程中发动机转速出现了档位变化，故发动机出口水温出现短暂波动。仿真与试验过程中发动机出口水温升高趋势基本一致，相对误差为 6.7%。

图 23（a）与（b）分别为前电机与发电机的仿真与试验结果对比。由图可知，仿真与试验过程中前电机与发电机出口水温变化趋势一致，前电机出口水温温升幅度基本相同，误差较小。

本节主要对高速爬坡热安全工况的仿真与试验结果进行了对比，发动机及电驱动系统水温温升趋势基本相同。由于车辆状态及试验过程与仿真存在差异，导致仿真与试验结果在数值上不同。

05结论

通过对增程式电动汽车热管理系统一维热安全仿真与试验对比分析，可发现：

(1)通过整车热管理系统一维热安全仿真可以预测整车热管理系统冷却液温度的变化；

(2)相同工况下，动力电池不同初始 SOC 对热管理系统冷却液温度有一定影响；

(3)通过仿真和试验结果的对比，采用整车热管理系统一维热安全仿真有一定的仿真精度，可以满足整车热管理系统的开发要求。

【参考文献】

[1] 纪奎. 低碳经济背景下新能源汽车产业发展趋势研究[J]. 内燃机与配件, 2021(23):189-190。

[2] 薛诺诺. 增程器在汽车上的应用「N].南京林业大学，2015。

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