微型電動(dòng)汽車動(dòng)力電池包熱仿真分析

(鄭州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 河南 鄭州 450001)

一、電池包建模

電池包單一電池模塊結(jié)構(gòu)包含電池單體、保持架、集流片和絕緣片等。其設(shè)計(jì)需要滿足強(qiáng)度、散熱、振動(dòng)和防水防塵等設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[1,2]。

本文中采用28個(gè)電池單體為一組電池模塊，采用叉排排列方式。每列個(gè)數(shù)為6、5、6、5、6。共設(shè)計(jì)A、B、C、D、E共5種方案進(jìn)行對比。

圖1 單體電池排列方式

二、FLUENT散熱仿真

將電池模塊三維模型經(jīng)前處理后，導(dǎo)入FLUENT軟件進(jìn)行仿真。主要邊界條件[3,4]如表1所示。

表1 仿真邊界條件匯總

三、CFD結(jié)果后處理

仿真結(jié)果收斂后，進(jìn)入CFD后處理界面，以電池間隙風(fēng)速和電池中心最高溫度為研究變量，提取數(shù)據(jù)，建立與列數(shù)的關(guān)系圖。

圖2 電池模塊列數(shù)與間隙風(fēng)速關(guān)系

從圖中可以看出，方案A中，間隙風(fēng)速隨列數(shù)增大而減小，后排電池溫度也隨之升高；經(jīng)過優(yōu)化后的方案D、E，裂間隙風(fēng)速相對于初始方案大大升高，后排電池溫度升高幅度也相應(yīng)降低。

四、結(jié)論

通過改善電池包電池排列列間隙及壁面導(dǎo)流形狀，可以有效提升電池間隙風(fēng)速，進(jìn)而改善電池模塊的散熱狀況。