动力电池包热管理设计与优化分析.pdf

动力电池包作为新能源汽车的核心部件，其性能和安全性的保障在很大程度上取决于热管理系统的效率。当前，随着新能源汽车行业不断向前发展，如何高效管理动力电池包的温度成为了研究的热点。本文将深入探讨一款采用液体循环的热控方式的动力电池包的热管理设计与优化过程，并着重分析其内部温度分布的均匀性以及在不同工况下的散热和加热效率。 热管理技术在电池包应用中的重要性不可忽视。在高温或是复杂的工作环境中，电池系统很容易出现温度过高的情况，进而对电池性能产生不利影响，缩短其寿命，并有可能引发安全事故。现有的水冷板式液流换热结构和PCM相变散热结构虽然可以在一定程度上满足冷却需求，但在确保整个电池系统内部温差的均匀性上仍有不足。 为了对电池包的液冷回路进行优化设计，本文作者利用Ansys-Fluent软件进行了详细的压降仿真研究。仿真研究的目的在于找到一个能够有效提高散热和加热时温度均匀性的液冷流道设计方案。经过模拟，发现在电池包尾部的双层口琴管区域存在压降较小的情况，这可能导致不均匀的加热和散热效果。基于仿真结果，研究者提出了一项改进措施，即将尾部三通接口与双层水冷管水室连接处的管径缩小，以实现各并联回路中的压降平衡。 为了验证这一优化方案的有效性，研究人员进行了实验测试。实验结果显示，在优化后的系统中，无论是加热还是散热，在15L/min的入口流量下，电池包内部电芯之间的温差得到了有效控制，加热时温差控制在10℃以内，而散热时则能维持在5℃以内。这一结果显著提升了电池包的工作效率和安全性。 除了仿真和实验研究，本文还详细介绍了仿真模型和边界条件的设定。涉及的仿真模型包括流道及水室内部空间的流场分析模型，冷却液的性质（采用的是50%的乙二醇水溶液），以及流体流动条件（在高温45℃和低温-20℃的环境温度下，进行1C充放电条件下的液冷和液热测试）。 本文在动力电池包的热管理设计方面取得了一系列研究成果，通过仿真与实验相结合的方式，成功对液冷回路进行了优化，有效改善了电池包内部温度分布的均匀性。这些改进对于新能源汽车的续航能力和电池寿命的提升具有极其重要的意义。此外，本研究提出的方法和结果也为未来热管理系统的设计提供了有益的参考，凸显了流道设计在热管理中的核心作用。随着新能源汽车技术的不断进步，热管理技术作为其关键环节，也将不断得到重视和发展。