基于金属相变材料储热的严寒地区电动客车热管理系统研究
谢鹏，蔡振豪，罗睿林，王靖飞，林程（北京理工大学机械与车辆学院，电动车辆国家工程研究中心）
摘要:针对严寒地区大型纯电动客车冬季运行面临的续航里程严重衰减、热车时间过长等问题，本文突破传统低温热管理技术的局限，提出了基于金属相变材料储热的整车热管理解决方案。设计了面向极寒工况的铝硅合金相变储热装置，并基于整车系统仿真，分析了储热装置容量配置对车辆低温性能的影响。结果表明，所设计的储热装置具备超过235 W·h/kg的质量能量密度和429 W·h/L的体积能量密度，储能成本仅为锂离子电池系统的5%~20%。在-40 ℃环境下，增设110 kW·h的储热单元可使续航里程提升115. 5%，而仅配置8 kW·h的储热装置就能将热车时间缩短65%。本文为严寒地区纯电动客车的大规模推广提供了兼具技术可行性与经济合理性的热管理新范式，对推动高纬度地区公共交通全面电动化具有重要意义。
关键词：热能储存；电动客车；整车热管理；金属相变材料
目录介绍
0 前言
1 基于热能存储的整车热管理方案
2 纯电动城市客车整车系统建模
2.1 动力系统模型
2.2 电池模型
2.3 乘员舱热模型
2.4 热管理系统模型
2.4.1 整车热管理系统架构
2.4.2 热泵空调系统模型验证
2.5 储热装置模型
2.6 控制策略模型
3 结果分析与讨论
3.1 储热装置性能表现分析
3.2 整车基准配置低温性能分析
3.2.1 乘员舱热需求分析
3.2.2 低温电耗分配与续驶里程分析
3.3 储热装置对整车低温性能的影响
3.3.1 不同容量的储热装置对低温续驶里程的影响
3.3.2 不同容量的储热装置对热车时间的影响
4 结论
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