插電式混合動力汽車的冷卻功率需求計算

在插電式混合動力汽車（PHEV）中，車載空調(diào)的功率需求對汽車的燃油經(jīng)濟性和性能具有顯著影響。車載空調(diào)除用于調(diào)節(jié)駕駛室和乘員室的溫度，還用于高壓動力電池的冷卻。確定調(diào)節(jié)車內(nèi)溫度和冷卻電池所需的冷卻功率對汽車性能的影響，可以輔助設(shè)計人員對動力系統(tǒng)和能源管理策略進行優(yōu)化。

在確定冷卻功率對汽車性能的影響時，需先建立汽車模型。基于一輛混合動力SUV建立了汽車模型。該車質(zhì)量為2270kg，發(fā)動機采用3.0L V6柴油機，電機采用額定功率35kW的異步感應(yīng)電機，電池組采用容量為6.7Ah的鋰離子電池組。為保證汽車模型的精確度，采用大量的試驗數(shù)據(jù)對其進行驗證。此外，還建立了車內(nèi)溫度流場模型，用以表示車內(nèi)熱量傳遞以及整車的熱狀態(tài)。構(gòu)建該溫度流場模型時，不需要考慮車內(nèi)材料特性、幾何特性和空間變形。根據(jù)所建立的汽車模型計算不同充電策略、能源管理策略對汽車性能、汽車能源效率、駕駛員和乘員舒適性以及電池老化程度的影響。仿真結(jié)果表明：①若不對高壓動力電池進行冷卻，電池組會出現(xiàn)快速老化和功率衰退；②不同充電策略所需的冷卻功率不同，在夜間通過家庭電網(wǎng)進行充電操作所需的冷卻功率最低；③采用在汽車運行前降低車內(nèi)溫度的預(yù)冷卻策略，在以后的運行中能夠降低PHEV冷卻功率的需求。

Sina Shojaei et al. SAE 2016-01-0241.

編譯：王祥