CAE在動(dòng)力電池散熱系統(tǒng)分析中的應(yīng)用

 隨著新能源技術(shù)的發(fā)展，新能源汽車隨處可見(jiàn)，據(jù)悉，國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車市場(chǎng)連續(xù)兩年產(chǎn)銷量居世界第一，累計(jì)推廣超過(guò)100萬(wàn)輛，占全球市場(chǎng)保有量50%以上。中國(guó)超越美國(guó)坐上電動(dòng)汽車市場(chǎng)的頭把交椅，可以說(shuō)電動(dòng)汽車行業(yè)前景無(wú)限、發(fā)展迅猛。而動(dòng)力電池作為新能源汽車的核心部件，其使用性能和壽命嚴(yán)重影響著其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

 面對(duì)動(dòng)力電池產(chǎn)品研發(fā)中所面臨的熱安全問(wèn)題，使用傳統(tǒng)的熱成像技術(shù)只能采集到電池表面的溫度變化情況，無(wú)法全面地獲悉產(chǎn)品完整的熱分布情況，且局限于較簡(jiǎn)單的電池組結(jié)構(gòu)。通過(guò)使用CAE仿真技術(shù)，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(chǔ)上分析散熱效果并對(duì)不同方案進(jìn)行對(duì)比和優(yōu)化，取代了試驗(yàn)方法，大大提高了設(shè)計(jì)效率。

 下面以使用Flotherm對(duì)動(dòng)力電池組散熱系統(tǒng)進(jìn)行分析為例，為電池組的結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供依據(jù)。

 案例背景

 對(duì)某電池組進(jìn)行25℃環(huán)境溫度下，1C放電一小時(shí)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(shè)

 2、功耗及風(fēng)機(jī)設(shè)置

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

 （2）風(fēng)機(jī)風(fēng)量15.4CFM，風(fēng)壓0.78inch*H20

 3D幾何模型：

 仿真結(jié)果

 放電一小時(shí)溫度截面云圖（Y方向）

 放電一小時(shí)速度流動(dòng)圖

 單一模組(僅選取一部分)充電一小時(shí)溫度分布圖

 仿真結(jié)論

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

外殼向外散熱方面，對(duì)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(lái)增加對(duì)流散熱功率。

 單個(gè)電池片的散熱方式目前主要是導(dǎo)熱。

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