CAE在動力電池散熱系統(tǒng)分析中的應用

 隨著新能源技術的發(fā)展，新能源汽車隨處可見，據(jù)悉，國內電動汽車市場連續(xù)兩年產(chǎn)銷量居世界第一，累計推廣超過100萬輛，占全球市場保有量50%以上。中國超越美國坐上電動汽車市場的頭把交椅，可以說電動汽車行業(yè)前景無限、發(fā)展迅猛。而動力電池作為新能源汽車的核心部件，其使用性能和壽命嚴重影響著其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

 面對動力電池產(chǎn)品研發(fā)中所面臨的熱安全問題，使用傳統(tǒng)的熱成像技術只能采集到電池表面的溫度變化情況，無法全面地獲悉產(chǎn)品完整的熱分布情況，且局限于較簡單的電池組結構。通過使用CAE仿真技術，可以幫助研發(fā)人員建立虛擬的電池組和散熱通道的三維模型，在此基礎上分析散熱效果并對不同方案進行對比和優(yōu)化，取代了試驗方法，大大提高了設計效率。

 下面以使用Flotherm對動力電池組散熱系統(tǒng)進行分析為例，為電池組的結構優(yōu)化提供依據(jù)。

 案例背景

 對某電池組進行25℃環(huán)境溫度下，1C放電一小時模擬仿真，分析在電池組散熱系統(tǒng)中，各部件溫度分布情況。

 1、分析中采用的前提和假設

 2、功耗及風機設置

 （1）單個電池的發(fā)熱量按照放電電流1C和內阻2毫歐姆確定，電池為20AH。

 （2）風機風量15.4CFM，風壓0.78inch*H20

 3D幾何模型：

 仿真結果

 放電一小時溫度截面云圖（Y方向）

 放電一小時速度流動圖

 單一模組(僅選取一部分)充電一小時溫度分布圖

 仿真結論

 在環(huán)境溫度25度的情況下，電池組放電一小時最大溫度為30.7度，若沒超過電池工作的溫度范圍則系統(tǒng)可以正常運行。

外殼向外散熱方面，對流散熱功率11.85W，輻射散熱功率為26.67W，若今后出現(xiàn)熱量不能很好的散到環(huán)境中的情況，則可以嘗試在外殼上增加翅片來增加對流散熱功率。

 單個電池片的散熱方式目前主要是導熱。

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