不同瞬态工况的电池包

本小节针对主动式进风散热电池包在电动汽车四种瞬态工况（持续加速、持续减速、搁置与脉冲放电、实车行驶）下的热特性进行研究，对比分析横向电池包与纵向电池包的热流场。

5.2.5.1 持续加速电池包热流场分析

从表5.15可以看出电动汽车持续加速运行工况：先以0.6C恒流放电10min，接着以0.8C恒流放电5min，再以1C恒流放电2min，最后以1.5C恒流放电1min，总时长为18min，中间无搁置。

表5.15 电动汽车持续加速运行工况

图5.15（见彩插）和图5.16（见彩插）为持续加速结束时刻，两种电池包的温度场和速度迹线比较，可以看到，电池包上部和底部的温度明显低于中间温度，这与气流从电池组周围流过一致，纵向电池包气流主要从上部流过，两侧气流流量很低，横向电池包气流除了从上部流过外，还有相当流量的气流从电池模块之间通过，这势必会降低电池组内部的温度。

图5.15 持续加速结束时刻两种电池包的温度场比较

图5.16 持续加速结束时刻两种电池包的速度迹线比较

图5.17 持续加速时电池组温升比较

图5.17和图5.18为持续加速时，电池组温升和内部温差比较，可以看到，放电倍率由0.6C增加到1.5C，电池组发热功率不断上升，导致电池组温升和内部温差曲线斜率也不断增加；横向电池包的电池组温升和内部温差均低于纵向电池包，持续加速结束时刻，横向电池包的电池组最高温升和内部最大温差为3.89℃和2.11℃，分别比纵向电池包低0.07℃和0.18℃。

图5.18 持续加速时电池组内部温差比较

5.2.5.2 持续减速电池包热流场分析

从表5.16可以看出电动汽车持续减速运行工况：先以2C恒流放电0.5min，接着以1.5C恒流放电1min，再以1.2C恒流放电2min，然后以1C恒流放电5min，再以0.8C恒流放电8min，最后以0.5C恒流放电12min，总时长为28.5min，中间无搁置。

表5.16 电动汽车持续减速运行工况

图5.19和图5.20为持续减速时，电池组温升和内部温差比较，可以看到，放电倍率由2C减小到0.5C，电池组发热功率不断减小，但因为温度有叠加效应，电池包内热量不能快速被冷却气流导走，所以电池组温升和内部温差曲线还是不断上升，但曲线斜率在不断降低；横向电池包的电池组温升和内部温差均低于纵向电池包，持续减速结束时刻，横向电池包的电池组最高温升和内部最大温差为4.91℃和3.30℃，分别比纵向电池包低0.23℃和0.42℃。

5.2.5.3 搁置与脉冲放电电池包热流场分析

从表5.17可以看出电动汽车搁置与脉冲放电运行工况：由四个基本工况1和一个基本工况2组成，总时长为1200s。

图5.19 持续减速时电池组温升比较(www.xing528.com)

图5.20 持续减速时-电池组内部温差比较

表5.17 电动汽车搁置与脉冲放电运行工况

（续）

由于搁置与脉冲放电时，电池组发热并不是持续的，所以从图5.21和图5.22可以看到，两种电池包的电池组温升和内部温差曲线也不是光滑连续的。前四个基本工况1，电池组放电倍率比较低，所以电池组温升和内部温差曲线比较平坦，后一个基本工况2，电池组放电倍率比较高，导致电池组温升和内部温差曲线比较陡峭。横向电池包的电池组温升和内部温差均低于纵向电池包，搁置与脉冲放电结束时刻，横向电池包的电池组最高温升和内部最大温差为5.17℃和2.78℃，分别比纵向电池包低0.06℃和0.17℃。

图5.21 搁置与脉冲放电时电池组温升比较

图5.22 搁置与脉冲放电时电池组内部温差比较

5.2.5.4 实车行驶电池包热流场分析

电池组总共运行时间为3000s，图5.23为电池组实际运行时电流变化曲线，由于实际运行工况十分复杂，因此将充电与放电过程分开统计，再做综合考虑。从表5.18可以看出，电池组实际运行时，充电平均倍率为0.51C，单体平均发热功率为2.06W；放电平均倍率为0.80C，单体平均发热功率为5.69W。

图5.23 实车行驶时电流变化曲线

表5.18 实车行驶工况

图5.24 实车行驶时电池组温升比较

图5.24和图5.25为实车行驶时，两种电池包的电池组温升和内部温差曲线，由于充电与放电过程分别统计，所以可以看到，充电时，电池组发热功率比较低，所以电池组温升和内部温差曲线前半段比较平坦；放电时，电池组发热功率比较高，导致电池组温升和内部温差曲线比较陡峭。横向电池包的电池组温升和内部温差均低于纵向电池包，实车行驶结束时刻，横向电池包的电池组最高温升和内部最大温差为7.36℃和4.77℃，分别比纵向电池包低0.37℃和0.65℃。

图5.25 实车行驶时电池组内部温差比较