隨著電動(dòng)汽車迅速發(fā)展,適用于復(fù)雜環(huán)境條件下的強(qiáng)動(dòng)力、高性能的三電系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生,同時(shí)對(duì)三電系統(tǒng)的構(gòu)成部件電機(jī)、控制器和電池提出越來越高的熱保障需求,因此熱管理設(shè)計(jì)與管控技術(shù)受到高度重視。本文針對(duì)純電動(dòng)客車的三電系統(tǒng)熱管理開展研究,重點(diǎn)結(jié)合三電系統(tǒng)的匹配設(shè)計(jì),系統(tǒng)研究其熱管理設(shè)計(jì)方法、體系構(gòu)建和性能控制分析,達(dá)到性能優(yōu)化和安全管控目的。研究工作針對(duì)某款純電動(dòng)客車,進(jìn)行三電系統(tǒng)選型匹配設(shè)計(jì),再利用仿真設(shè)計(jì)方法對(duì)主要構(gòu)件和總成進(jìn)行熱管理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),并進(jìn)行整車熱管理系統(tǒng)優(yōu)控分析,建立針對(duì)純電動(dòng)客車的高效節(jié)能熱管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)體系,并通過案例性能分析總結(jié)控制優(yōu)化方法。本文首先根據(jù)目標(biāo)設(shè)計(jì)車型的整車參數(shù)和性能設(shè)計(jì)目標(biāo)進(jìn)行動(dòng)力性正向匹配計(jì)算,初步確定三電系統(tǒng)各部件主要性能參數(shù)。結(jié)合對(duì)純電動(dòng)客車三電系統(tǒng)部件的應(yīng)用分析,初步完成電機(jī)、控制器和電池的選型設(shè)計(jì)。然后利用一維仿真軟件AMESim搭建整車系統(tǒng)仿真平臺(tái),根據(jù)電動(dòng)客車整車設(shè)計(jì)性能指標(biāo)中的加速性能、爬坡性能和最高車速等相關(guān)設(shè)計(jì)要求,對(duì)三電系統(tǒng)各部件匹配設(shè)計(jì)的可靠性進(jìn)行驗(yàn)證計(jì)算分析。本文根據(jù)三電系統(tǒng)各部件關(guān)鍵結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)設(shè)計(jì)相應(yīng)的冷卻結(jié)構(gòu),結(jié)合一維仿真得到電機(jī)與控制器在額定工況下和電池系統(tǒng)在極限工況下的產(chǎn)熱功率構(gòu)建三維仿真熱物理模型,分別驗(yàn)證電機(jī)、控制器和電池包冷卻結(jié)構(gòu)的散熱效果。對(duì)滿足相應(yīng)工況下散熱要求的冷卻結(jié)構(gòu),在Fluent中通過利用UDF帶入一維仿真得到NEDC工況下的產(chǎn)熱功率構(gòu)建瞬態(tài)熱物理模型,仿真驗(yàn)證冷卻結(jié)構(gòu)在NEDC工況下的溫控效果。利用AMESim搭建整車三電系統(tǒng)熱管理平臺(tái),結(jié)合所設(shè)計(jì)的三電系統(tǒng)部件換熱結(jié)構(gòu)在三維仿真計(jì)算中所得的熱性能參數(shù),對(duì)整車三電系統(tǒng)熱管理模型在極限工況下進(jìn)行性能優(yōu)化設(shè)計(jì)。分別分析水泵流量和風(fēng)扇觸發(fā)開關(guān)溫度對(duì)電機(jī)和控制器冷卻系統(tǒng)性能變化影響以及不同電池包熱管理方式下的系統(tǒng)性能變化特點(diǎn),并對(duì)三電系統(tǒng)熱管理方案進(jìn)行優(yōu)化分析。結(jié)合電機(jī)與控制器冷卻系統(tǒng)和電池包液冷熱管理系統(tǒng)的性能特點(diǎn),提出針對(duì)電動(dòng)客車的整車液冷設(shè)計(jì)方案。
【學(xué)位單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U469.72
【部分圖文】：

圖 1.3 電機(jī)結(jié)構(gòu)圖按照冷卻介質(zhì)的不同分為氣體冷卻和液體冷卻。同又進(jìn)一步分為空氣冷卻和氫氣冷卻等�？諝饫鋬�(yōu)點(diǎn)早期得到了廣泛應(yīng)用，但冷卻效果較差，而中通風(fēng)損耗甚至占總損耗的 40%，使電機(jī)效率大

如圖1.4 所示。IGBT 和 FWD 的工作熱流密度高，而且對(duì)熱負(fù)荷敏感，熱量一旦累積元器件溫度將會(huì)迅速升高，嚴(yán)重影響控制器工作性能[19]。若元器件工作溫度升高到允許溫度上限，元器件就會(huì)被立即燒壞，進(jìn)而整個(gè)控制器工作癱瘓。高效的冷卻結(jié)構(gòu)成為控制器開發(fā)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。

風(fēng)扇或冷板等輔助元件，能夠在低溫情況下提供熱源或高式稱為主動(dòng)冷卻。主動(dòng)式冷卻按照冷卻介質(zhì)和接觸方式的制對(duì)流、液體直冷、相變材料(PCM, Phase Change Materi管冷卻、熱電制冷和冷板冷卻等[32]。根據(jù)電池系統(tǒng)的工作適的冷卻方式是建立熱管理系統(tǒng)的前提條件。圖 1.5 為某理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2837740