namiТруды НАМИTrudy NAMI0135-3152ФГУП «НАМИ»nami-122Research ArticleАВТОМОБИЛЕСТРОЕНИЕAUTOMOBILE DEVELOPMENTПоиск эффективной конструкции системы термостатирования высоковольтной батареи для автотранспортных средств на электротягеThe search for an effective design thermostatic system for a high-voltage battery of electric vehiclesНовакВ. В.NovakV. V.

главный специалист управления высоковольтных компонентов и систем

г. Москва 125438

chief specialist of the department of high voltage components and systems

Moscow 125438

vasiliy.novak@nami.ruСтручковВ. С.StruchkovV. S.

заведующий сектором архитектуры и управляющих алгоритмов накопителей энергии

г. Москва 125438

head of the department energy storage architecture and control algorithms

Moscow 125438

v.struchkov@nami.ruКурмаевР. Х.KurmaevR. Kh.

канд. техн. наук, доцент и. о. начальника управления «Комбинированные энергоустановки»

г. Москва 125438

PhD (Eng), associate professor, acting head of the department “Combined power units”

Moscow 125438

rinat.kurmaev@nami.ruГНЦ РФ ФГУП «НАМИ»РоссияFederal State Unitary Enterprise “Central Scientific Research Automobile and Automotive Engines Institute” (FSUE “NAMI”)Russian Federation201913072020045260Copyright © Новак В.В., Стручков В.С., Курмаев Р.Х., 20202020Новак В.В., Стручков В.С., Курмаев Р.Х.Novak V.V., Struchkov V.S., Kurmaev R.K.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://nami.elpub.ru/jour/article/view/122Введение

Введение. Для эффективной эксплуатации автотранспортного средства (АТС), в с таве которого имеется высоковольтная аккумуляторная батарея (ВАБ), необходимо в первую очередь понимать, для каких условий данная батарея спроектирована. Есть ряд критериев к подбору ВАБ для АТС. Одним из них является система термостатирования, обеспечивающая работу изделия в оптимальном температурном режиме.

Цель исследования – разработка эффективной конструкции системы термостатирования ВАБ. Методология и методы. Применён расчётно-аналитический метод оптимизации конструкции ВАБ, основанный на гидравлическом расчёте.

Результаты и научная новизна. В статье рассматриваются предпочтительные системы термостатирования основных производителей АТС с ВАБ. Описаны технические решения, применяемые конструкции и изложены тенденции развития конструкций термостатирования ВАБ. На основе рассмотренных конструкций, условий эксплуатации и перспектив развития рынка таких АТС предложена концепция построения эффективной системы термостатирования ВАБ для проектируемых АТС. Представлена классификация систем термостатирования ВАБ в составе АТС в зависимости от климатических условий эксплуатации.

Практическая значимость

Практическая значимость. Представленный вариант эффективной конструкции системы термостатирования ВАБ может быть применён для АТС с комбинированной энергоустановкой для эксплуатации в широком диапазоне температур.

Introduction

Introduction. To make automotive transport vehicles (ATV) with a high-voltage battery (HVB) operate effectively it is necessary, first of all, to understand what conditions the battery is designed for. There are a number of criteria for selecting HVB for motor vehicles. One of them is the temperature control system, which ensures the operation of the product in optimal temperature conditions.

The purpose of the study was to develop a HVB effective design to ensure a thermostatic control system. Methodology and research methods. To achieve the objectives of the study, a computational and analytical method for optimizing the design of a HVB based on hydraulic calculation was used.

Scientific novelty and results. The article considered the temperature control systems preferred by the main manufacturers of motor vehicles with HVB. Technical solutions, applied designs and structural development trends of HVB thermostatic control systems have been described. The concept of an effective HVB thermostatic control system based on the considered designs, operating conditions and market development prospects of designed automatic transportation means was proposed. HVB thermostatic control systems were classified as part of the automotive transport depending on the climatic conditions of operation.

Practical significance

Practical significance. The presented version of the effective design of the HVB thermostatic control system can be used for motor vehicles with a combined power plant for operation in a wide temperature range.

термостатированиевысоковольтная аккумуляторная батареяавтотранспортное средствоэнергоэффективностьtemperature controlhigh-voltage batterymotor vehicleenergy efficiencyReferencesJiling Li, Zhen Zhu. Battery Thermal Management Systems of Electric Vehicles / Master’s Thesis in Automotive Engineering. – Göteborg, 2014. – P. 67.Jiling Li, Zhen Zhu Battery Thermal Management Systems of Electric Vehicles. Master’s Thesis in Automotive Engineering. Göteborg, 2014, p. 67.Kurmaev R.Kh., Karpukhin K.E., Terenchenko A.S., Saykin A.M., Struchkov V.S. Creation of accumulation and storage of electrical energy for driverless electric vehicles of Russian production // International scientific journal “Trans motauto world”. – 2016. – Year I. – Issue 1. – P. 18–21.Kurmaev R.Kh., Karpukhin K.E., Terenchenko A.S., Saykin A.M., Struchkov V.S. Creation of accumulation and storage of electrical energy for driverless electric vehicles of Russian production. International scientific journal “Trans motauto world”, 2016, Year I, Issue 1, pp. 18–21.Maan Al-Zareer, Ibrahim Dincer, Marc A. Rosen Novel thermal management system using boiling cooling for high-powered lithium-ion battery packs for hybrid electric vehicles // Journal of Power Sources. – 2017. Vol. 363. – P. 291–303.Maan Al-Zareer, Ibrahim Dincer, Marc A. Rosen Novel thermal management system using boiling cooling for high-powered lithium-ion battery packs for hybrid electric vehicles. Journal of Power Sources, 2017, vol. 363, pp. 291–303.Kurmaev R.Kh., Umnitsyn A.A., Struchkov V.S., Karpukhin K.E., Liubimov I.A. Development and research of temperature control system of a high-voltage battery of a perspective electric vehicle // International scientific journal “Trans motauto world”. – 2018. – Year III. Issue 4. – P. 151–154.Kurmaev R.Kh., Umnitsyn A.A., Struchkov V.S., Karpukhin K.E., Liubimov I.A. Development and research of temperature control system of a high-voltage battery of a perspective electric vehicle. International scientific journal “Trans motauto world”, 2018, Year III, Issue 4, pp. 151–154.Guodong Xia, Lei Cao, Guanglong Bi. A review on battery thermal management in electric vehicle application // Journal of Power Sources. – 2017. – Vol. 367. – P. 90–105.Guodong Xia, Lei Cao, Guanglong Bi. A review on battery thermal management in electric vehicle application. Journal of Power Sources, 2017, vol. 367, pp. 90–105.Курмаев Р.Х., Стручков В.С., Цимбалюк М.А. К вопросу обеспечения заданных температурных режимов элементов КЭУ при использовании их на АТС // Труды НАМИ. – 2015. – № 260. – С. 69–80.Kurmaev R.Kh., Struchkov V.S., Tsimbalyuk M.A. [How to set temperature regimes HEV elements works on the vehicles]. Trudy NAMI, 2015, no. 260, pp. 69–80. (In Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.