本發(fā)明屬于動(dòng)力電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種動(dòng)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(dòng)汽車(EV)和混合動(dòng)力電動(dòng)車(HEV)的首選動(dòng)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(dòng)力電池系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(jī)等設(shè)備以空氣為介質(zhì)對動(dòng)力電池系統(tǒng)進(jìn)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(jì)方便，質(zhì)量輕等特點(diǎn)，目前國內(nèi)外大多數(shù)的電動(dòng)汽車多采用風(fēng)冷結(jié)構(gòu)。

很多電動(dòng)汽車在設(shè)計(jì)的初始階段都是使用模擬分析軟件(如：fluent、cfx)對動(dòng)力電池系統(tǒng)進(jìn)行模擬分析。但是在動(dòng)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(xì)等問題。研究人員一般都會(huì)對動(dòng)力電池系統(tǒng)模型進(jìn)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(shí)際風(fēng)扇在動(dòng)力電池系統(tǒng)中風(fēng)量之間很大的誤差，進(jìn)而模擬的冷卻結(jié)果與實(shí)際的冷卻結(jié)果也不盡相同，導(dǎo)致冷卻效果不準(zhǔn)確而不能滿足動(dòng)力電池系統(tǒng)熱管理的需求。同時(shí)，采用模擬方法一般用時(shí)比較長，時(shí)間在一周到兩周之間，有些結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜的動(dòng)力電池系統(tǒng)所需要的時(shí)間更長。為了能夠準(zhǔn)確的選定滿足動(dòng)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(shí)驗(yàn)方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種動(dòng)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(shí)長且準(zhǔn)確度不高的問題。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種動(dòng)力電池風(fēng)冷系統(tǒng)中風(fēng)扇選型的方法，首先確定動(dòng)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(diǎn)即為該風(fēng)扇應(yīng)用在所述動(dòng)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(gè)風(fēng)扇對應(yīng)的風(fēng)量值，根據(jù)多個(gè)風(fēng)量值確定適用于動(dòng)力電池風(fēng)冷系統(tǒng)的風(fēng)扇。

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

測試動(dòng)力電池系統(tǒng)阻力特性曲線前采用標(biāo)準(zhǔn)表法確定流量表的計(jì)量性能。

流量表采用氣體渦輪式流量計(jì)。

壓差計(jì)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(zhǔn)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(shí)間，節(jié)約了時(shí)間成本；且該方法操作容易，準(zhǔn)確度高，具有十分重要的理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。

附圖說明

圖1是本發(fā)明動(dòng)力電池系統(tǒng)阻力特性曲線的實(shí)驗(yàn)裝置；

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

圖3是本發(fā)明實(shí)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(shí)施方式

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

本發(fā)明的動(dòng)力電池風(fēng)冷系統(tǒng)中風(fēng)扇選型的方法，首先確定動(dòng)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(diǎn)即為該風(fēng)扇應(yīng)用在動(dòng)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(gè)風(fēng)扇對應(yīng)的風(fēng)量值，根據(jù)多個(gè)風(fēng)量值確定適用于所述動(dòng)力電池風(fēng)冷系統(tǒng)的風(fēng)扇。

具體按照以下步驟實(shí)施：

步驟1：確定動(dòng)力電池系統(tǒng)阻力特性曲線；

實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，在試驗(yàn)管路系統(tǒng)的進(jìn)風(fēng)口處安裝流量計(jì)和溫度計(jì)，并在進(jìn)、出風(fēng)口各安裝一個(gè)壓差計(jì)和溫度計(jì)。由離心風(fēng)機(jī)提供氣源，流量范圍3～9047m³/h，且連續(xù)可調(diào)。

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

具體方法為：根據(jù)被檢表(流量計(jì))口徑選擇相應(yīng)實(shí)驗(yàn)管道，通過系統(tǒng)測控計(jì)算機(jī)設(shè)置風(fēng)機(jī)變頻器頻率，調(diào)節(jié)閥門開度，將流量調(diào)至檢定點(diǎn)流量值；在檢定規(guī)程規(guī)定的一次測量時(shí)間內(nèi)，計(jì)算機(jī)同時(shí)采集被檢表(流量計(jì))和標(biāo)準(zhǔn)表輸出的流量信號，并分別利用溫度、壓力值對流量進(jìn)行修正得到相應(yīng)的標(biāo)況流量，再進(jìn)行比較，得到被檢表(流量計(jì))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(jì))的重復(fù)性及線性度誤差。

確定流量計(jì)的計(jì)量性能后，將所測動(dòng)力電池系統(tǒng)替代試驗(yàn)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(dòng)力電池系統(tǒng)的流量，再根據(jù)溫度值進(jìn)行修正，繪制流量-壓力曲線。壓差計(jì)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(dòng)力電池系統(tǒng)中的風(fēng)量；

每個(gè)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(dòng)力電池系統(tǒng)阻力特性曲線擬合得到的交點(diǎn)為本風(fēng)扇應(yīng)用在此動(dòng)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(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證。

實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備了兩個(gè)動(dòng)力電池系統(tǒng)，分別為1#動(dòng)力電池系統(tǒng)和2#動(dòng)力電池系統(tǒng)。為避免實(shí)驗(yàn)誤差，每個(gè)電池系統(tǒng)的阻力特性曲線實(shí)驗(yàn)分別進(jìn)行三次。流量和壓差的測試結(jié)果見表1、表2。

表1 1#動(dòng)力電池系統(tǒng)阻力特性曲線實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

表2 2#動(dòng)力電池系統(tǒng)阻力特性曲線實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

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

實(shí)驗(yàn)采用三種風(fēng)扇進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以表征本實(shí)驗(yàn)方法的準(zhǔn)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(dòng)力電池系統(tǒng)和2#動(dòng)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(jìn)行擬合，得到每一種風(fēng)扇應(yīng)用于一種動(dòng)力電池系統(tǒng)的風(fēng)量數(shù)據(jù)。同時(shí)，通過風(fēng)量測定實(shí)驗(yàn)測量風(fēng)扇在動(dòng)力電池系統(tǒng)中的實(shí)際流量。結(jié)果見表4。

表4 不同類型風(fēng)扇工作點(diǎn)與實(shí)驗(yàn)測量值對比

對比實(shí)際流量與擬合曲線交點(diǎn)，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(diǎn)就可以快速選擇出最適合該動(dòng)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(shí)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(shí)間，實(shí)驗(yàn)不僅僅提高了準(zhǔn)確性也挺高了效率。

本發(fā)明以上描述只是部分實(shí)施例，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方式。上述的具體實(shí)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(hù)的范圍情況下，所有具體拓展均屬本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。