本發(fā)明屬于動力電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種動力電池風(fēng)冷系統(tǒng)中風(fēng)扇選型的方法。

背景技術(shù)：

在新能源技術(shù)領(lǐng)域，鋰離子電池因其具有高比能量、大容量以及較高的循環(huán)壽命，成為純電動汽車(EV)和混合動力電動車(HEV)的首選動力來源。熱安全性對大尺寸鋰離子電池的應(yīng)用是非常重要的，而目前商用鋰離子電池存在熱穩(wěn)定性較差等缺陷，因此熱性能分析和管理對于鋰離子電池的發(fā)展及鋰離子動力電池系統(tǒng)的設(shè)計是必不可少的。

現(xiàn)有的熱管理冷卻系統(tǒng)大致可以分為：風(fēng)冷系統(tǒng)、液體冷卻、相變材料冷卻。風(fēng)冷系統(tǒng)是使用風(fēng)扇、鼓風(fēng)機等設(shè)備以空氣為介質(zhì)對動力電池系統(tǒng)進行冷卻的一種方式。由于風(fēng)冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、流道設(shè)計方便，質(zhì)量輕等特點，目前國內(nèi)外大多數(shù)的電動汽車多采用風(fēng)冷結(jié)構(gòu)。

很多電動汽車在設(shè)計的初始階段都是使用模擬分析軟件(如：fluent、cfx)對動力電池系統(tǒng)進行模擬分析。但是在動力電池系統(tǒng)模擬中，存在著模擬結(jié)構(gòu)復(fù)雜、模型龐大、最小尺度最大尺度之間差距大網(wǎng)格數(shù)目龐大且不夠精細等問題。研究人員一般都會對動力電池系統(tǒng)模型進行簡化。而簡化的結(jié)果就是模擬中選定風(fēng)扇的風(fēng)量與實際風(fēng)扇在動力電池系統(tǒng)中風(fēng)量之間很大的誤差，進而模擬的冷卻結(jié)果與實際的冷卻結(jié)果也不盡相同，導(dǎo)致冷卻效果不準確而不能滿足動力電池系統(tǒng)熱管理的需求。同時，采用模擬方法一般用時比較長，時間在一周到兩周之間，有些結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜的動力電池系統(tǒng)所需要的時間更長。為了能夠準確的選定滿足動力電池系統(tǒng)熱管理需求的風(fēng)扇，需要提出一種合理風(fēng)扇選型的實驗方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種動力電池風(fēng)冷系統(tǒng)中風(fēng)扇選型的方法，解決了現(xiàn)有風(fēng)扇選型耗時長且準確度不高的問題。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種動力電池風(fēng)冷系統(tǒng)中風(fēng)扇選型的方法，首先確定動力電池系統(tǒng)阻力特性曲線，將該曲線和風(fēng)扇的風(fēng)量-壓力曲線擬合，兩條線的交點即為該風(fēng)扇應(yīng)用在所述動力電池風(fēng)冷系統(tǒng)中的風(fēng)量；按照該方法依次得到多個風(fēng)扇對應(yīng)的風(fēng)量值，根據(jù)多個風(fēng)量值確定適用于動力電池風(fēng)冷系統(tǒng)的風(fēng)扇。

其中，動力電池系統(tǒng)阻力特性曲線的確定具體為：在動力電池系統(tǒng)的進風(fēng)口處安裝流量計，并在進、出風(fēng)口各安裝一個壓差計和溫度計，然后在控制端給出不同的風(fēng)量值，測定不同風(fēng)量下進、出風(fēng)口的壓差和溫度，繪制流量-壓力曲線。

測試動力電池系統(tǒng)阻力特性曲線前采用標準表法確定流量表的計量性能。

流量表采用氣體渦輪式流量計。

壓差計使用羅斯蒙特3051C差壓變送器。

本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明方法能夠準確并快速的完成風(fēng)扇的選型，與現(xiàn)有方法相比，大大縮短了選型時間，節(jié)約了時間成本；且該方法操作容易，準確度高，具有十分重要的理論意義和工程應(yīng)用價值。

附圖說明

圖1是本發(fā)明動力電池系統(tǒng)阻力特性曲線的實驗裝置；

圖2是本發(fā)明實施例的動力電池系統(tǒng)阻力曲線，其中(a)為1#動力電池系統(tǒng)；(b)為2#動力電池系統(tǒng)；

圖3是本發(fā)明實施例的三種風(fēng)扇的風(fēng)量-壓力曲線，其中(a)為6312/2TDHP型風(fēng)扇；(b)為5312/2TDHP型風(fēng)扇；(c)為RG 160-28/12N型風(fēng)扇。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步的詳細說明，但本發(fā)明并不限于這些實施方式。

本發(fā)明的動力電池風(fēng)冷系統(tǒng)中風(fēng)扇選型的方法，首先確定動力電池系統(tǒng)阻力特性曲線，將該曲線和風(fēng)扇的風(fēng)量-壓力曲線擬合，兩條線的交點即為該風(fēng)扇應(yīng)用在動力電池風(fēng)冷系統(tǒng)中的風(fēng)量。按照該方法依次得到多個風(fēng)扇對應(yīng)的風(fēng)量值，根據(jù)多個風(fēng)量值確定適用于所述動力電池風(fēng)冷系統(tǒng)的風(fēng)扇。

具體按照以下步驟實施：

步驟1：確定動力電池系統(tǒng)阻力特性曲線；

實驗裝置如圖1所示，在試驗管路系統(tǒng)的進風(fēng)口處安裝流量計和溫度計，并在進、出風(fēng)口各安裝一個壓差計和溫度計。由離心風(fēng)機提供氣源，流量范圍3～9047m³/h，且連續(xù)可調(diào)。

首先使用標準表法確定流量計的計量性能。其工作原理是：以標準表(可以是速度式流量計、容積式流量計、臨界流流量計、質(zhì)量流量計和熱能表等)為標準器，使流體在相同時間間隔內(nèi)連續(xù)通過標準表和流量計，比較兩者輸出的流量值，從而確定被檢表(流量計)的計量性能。試驗管路系統(tǒng)可以用一臺標準表，也可以用兩臺以上并聯(lián)的標準表。本實施例中流量計使用氣體渦輪式流量計，屬于速度式流量計的一種。

具體方法為：根據(jù)被檢表(流量計)口徑選擇相應(yīng)實驗管道，通過系統(tǒng)測控計算機設(shè)置風(fēng)機變頻器頻率，調(diào)節(jié)閥門開度，將流量調(diào)至檢定點流量值；在檢定規(guī)程規(guī)定的一次測量時間內(nèi)，計算機同時采集被檢表(流量計)和標準表輸出的流量信號，并分別利用溫度、壓力值對流量進行修正得到相應(yīng)的標況流量，再進行比較，得到被檢表(流量計)指示流量值的誤差及儀表系數(shù)；通過多次測量得到被檢表(流量計)的重復(fù)性及線性度誤差。

確定流量計的計量性能后，將所測動力電池系統(tǒng)替代試驗管路系統(tǒng)連入管線，通過流量調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)不同的流量，測得不同流量下相應(yīng)的壓降，從而得到動力電池系統(tǒng)的流量，再根據(jù)溫度值進行修正，繪制流量-壓力曲線。壓差計使用羅斯蒙特3051C差壓變送器。

步驟2：選型風(fēng)扇應(yīng)用在動力電池系統(tǒng)中的風(fēng)量；

每個風(fēng)扇在產(chǎn)品說明書中都自帶風(fēng)扇風(fēng)量-壓力曲線，將風(fēng)扇風(fēng)量-壓力曲線提取出數(shù)據(jù)保存。然后將風(fēng)扇風(fēng)量-壓力曲線和動力電池系統(tǒng)阻力特性曲線擬合得到的交點為本風(fēng)扇應(yīng)用在此動力電池系統(tǒng)中的風(fēng)量。

為了說明本發(fā)明方法的可靠性，通過以下實驗進行了驗證。

實驗準備了兩個動力電池系統(tǒng)，分別為1#動力電池系統(tǒng)和2#動力電池系統(tǒng)。為避免實驗誤差，每個電池系統(tǒng)的阻力特性曲線實驗分別進行三次。流量和壓差的測試結(jié)果見表1、表2。

表1 1#動力電池系統(tǒng)阻力特性曲線實驗數(shù)據(jù)

表2 2#動力電池系統(tǒng)阻力特性曲線實驗數(shù)據(jù)

根據(jù)流量和壓差的測試結(jié)果得到的動力電池系統(tǒng)阻力曲線見圖2的(a)、(b)。

實驗采用三種風(fēng)扇進行實驗，以表征本實驗方法的準確性。表3為風(fēng)扇類型以及其屬性。

表3 三種風(fēng)扇的類型以及其屬性

根據(jù)說明書獲得三種風(fēng)扇的風(fēng)量-壓力曲線，如圖3中(a)、(b)、(c)。

將1#動力電池系統(tǒng)和2#動力電池系統(tǒng)的阻力曲線分別與三種風(fēng)扇的風(fēng)量-壓力曲線進行擬合，得到每一種風(fēng)扇應(yīng)用于一種動力電池系統(tǒng)的風(fēng)量數(shù)據(jù)。同時，通過風(fēng)量測定實驗測量風(fēng)扇在動力電池系統(tǒng)中的實際流量。結(jié)果見表4。

表4 不同類型風(fēng)扇工作點與實驗測量值對比

對比實際流量與擬合曲線交點，發(fā)現(xiàn)誤差≤±10％。這種誤差在工業(yè)中應(yīng)用是可以容許的，證明本發(fā)明方法具有可行性。根據(jù)這些交點就可以快速選擇出最適合該動力電池系統(tǒng)的風(fēng)扇類型，本發(fā)明方法只需要1、2小時就能完成風(fēng)量的確定，并且相比于模擬所需要的1、2周的時間，實驗不僅僅提高了準確性也挺高了效率。

本發(fā)明以上描述只是部分實施例，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實施方式。上述的具體實施方式是示意性的，并不是限制性的。凡是采用本發(fā)明的方法，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護的范圍情況下，所有具體拓展均屬本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。