純電動客車頂置電池罩蓋內隔熱材料對動力電池溫度性能的影響

摘要：本文針對純電動客車頂置電池狀態，分別測試電池罩蓋加裝隔熱材料和不加裝隔熱材料2種狀態下，車輛在38℃環境下'開啟空調制冷勻速40 km/h的工況下，在環境艙內驗證電池罩蓋內有無隔熱材料對于頂置電池的影響。結果表明無隔熱材料狀態相比有隔熱材料狀態下的動力電池溫升高8℃。

關鍵詞：純電動客車；動力鋰電池；頂置電池；隔熱材料；溫升

中圖分類號：U467 DOI：10.20042/j.cnkl.1009-4903.2023.03.004

0前言

隨著環境污染問題的出現，人們意識到發展電動汽車是未來交通的必然趨勢；而動力電池的性能很大程度上決定電動汽車的性能。磷酸鐵鋰動力電池具有工作電壓高、能量密度高、循環壽命長、自放電率低、無記憶效應等優點，因此在電動汽車中被廣泛應用。然而，鋰離子動力電池在使用過程中表現的不一致性，始終是制約電動汽車發展的瓶頸之一，其中，溫度不一致性是影響電池不一致性的直接因素。因此，做好動力電池的工作環境溫度的優化設計至關重要。

在國內，隨著人們對低地板、平走道、長里程的純電動客車需求越來越高，動力電池布置在車頂的形式也日益增多，同時，為了保護動力電池的安全性能，一般會在頂置電池的上方安裝一個電池罩蓋。本文針對純電動客車頂置電池狀態，分別測試電池罩蓋加裝隔熱材料和不加裝隔熱材料兩種狀態下，車輛在38℃環境下，開啟空調制冷勻速40 km/h的工況下，在環境艙內驗證電池罩蓋內有、無隔熱材料對于頂置電池的影響。

1實驗設計

1.1實驗一：電池罩蓋加裝隔熱材料

整車充滿電后立刻放置在環境艙內，做好相關轉轂試驗開啟準備工作后以38℃度溫度設置開啟環境艙，同時開啟頂部日照燈（按照800W設置），開始如下實驗步驟：

（1）整車上高低壓電，記錄當前的儀表顯示的電池最低、最高溫度；

（2）設置勻速40 km/h的轉速啟動轉轂；

（3}開啟空調，設置制冷26℃；

（4）用攝像儀器監測儀表{可看清電池最低、最高溫度），關閉車門和窗戶；

（5）期間每15 min通過攝像儀器記錄儀表顯示的電池最低、最高溫度；

（6）試驗時間總計8 h，電量耗盡時可提前結束實驗；

（7）8 h后，關閉空調、下高低壓、關閉轉轂、關閉環境艙，關閉日照燈；

（8）試驗結束。

1.2實驗二：電池罩蓋取消隔熱材料

整車取消電池罩蓋內隔熱材料后，充滿電后立刻放置在環境艙內，做好相關轉轂試驗開啟準備工作后以38℃度溫度設置開啟環境艙，同時開啟頂部日照燈（按照800W設置），開始實驗一的（1）-（8）步驟。

2實驗的結果和對比分析

2.1實驗結果

電池罩蓋加裝隔熱材料，動力電池的最高最低溫度記錄數值形成表1。取消電池罩蓋隔熱材料，動力電池的最高最低溫度記錄數值形成表2。

采用表1和表2的動力電池最高溫度做出有無隔熱材料的動力電池最高溫度對比的折線圖如圖2所示。

2.2對比分析

（1）有隔熱材料狀態下，經過7.25 h的實驗，動力電池的最高溫度從27℃升高至45℃，溫升是18℃；

（2）無隔熱材料狀態下，經過7.5 h的實驗，動力電池的最高溫度從25℃升高至51℃，溫升是26℃，相比有隔熱棉狀態下溫升高8℃。

3結束語

本文針對純電動客車頂置電池狀態，分別測試電池罩蓋加裝隔熱材料和不加裝隔熱材料2種狀態下，車輛在38℃環境下，開啟空調制冷勻速40 km/h的工況下，在環境艙內驗證電池罩蓋內有無隔熱材料對于頂置電池的影響。結果表明無隔熱材料狀態相比有隔熱材料狀態下的動力電池溫升高8℃。根據鋰離子動力電池特性，在使用過程中動力電池最高溫度最好控制在50℃以內，如果取消隔熱材料，夏季高溫天氣會發生動力電池最高溫度達到50℃時降低充電電流（含脈沖回饋和充電樁充電）以及最高溫度達到55℃以上報警降功率的現象，因此，在實際純電動客車頂置電池狀態使用時，需要采用池罩蓋加裝隔熱材料的設計方案。

（責任編輯：劉海帆）