基于最小能耗的动力电池风冷控制策略

赵国柱，招晓荷，徐晓明，高茂庆

（1南京农业大学工学院，江苏 南京 210031；2江苏大学汽车与交通工程学院，江苏 镇江 212013）

适宜的工作温度是电动汽车动力电池具有良好使用性能的重要保证，一旦电池温度超过40℃，不仅影响汽车的动力性，还可能使电池包出现热失控等安全问题[1]。因此必须对运行过程中的动力电池包进行有效地散热[2]。在众多的电池包散热方法中，风冷散热由于其结构简单，成本低，是目前电动汽车上常见的一种散热方法。为提高风冷式电池热管理系统的散热效果，陈凯等对进出口导流板的角度进行优化[3]，并在此基础上对进一步优化电池单元的间距[4]。

风机控制策略也会对风冷散热效果产生重要影响。对风机控制策略的研究可以分为两大类，一类是风机全程开启型控制策略，强制风的流向、流速等状态参数会随着动力电池状态的变化而实时调整：JIANG等[5]针对汽车实际行驶过程中电池的热量持续累积的现象，提出在放电过程中风扇要一直开启。MAHAMUD等[6]提出一种周期性开启翻转阀门的冷空气流向控制方法，进一步优化了风机全程开启的控制策略。GAO等[7]在研究风向变化次数对电池时发现风机全程开启时风向变化越快，电池包的温度分布越均匀。这些策略虽可有效满足电池包的散热要求，但风机全程开启能耗较高。另一类是基于温度开关型的风机控制策略，即依据电池温度决定风机的开闭状态及风速大小，WANG等[8]在研究风机的不同开启时间与关闭时间对电池包散热性能的影响时发现，风机无需全程开启，当电池包温度接近40℃时打开风机可以有效节约风机能耗。……