下载文档原格式
某电动汽车用锂电池散热系统仿真分析与优化李美静;闫伟【摘要】分别利用Hypermesh和Fluent等软件建立某电动汽车锂离子电池组散热系统的仿真模型并进行计算,分析该散热模块及电池组的温度变化.结果表明,冷却通道入口存在明显的高速涡流,在高速流区换热比较明显,但冷却液流动不均匀,电池组及电池单体的温度均匀性较差.对冷板结构进行优化和仿真分析,发现冷却通道进出口处存在的高速流区分布范围较广,每个流场速度分布较均匀,整体换热效果较好,电池组的温差减小,电池组的温度一致性得到明显改善.【期刊名称】《内燃机与动力装置》【年(卷),期】2019(036)002【总页数】5页(P14-17,22)【关键词】锂电池;散热系统;计算流体动力学;冷板结构;电动汽车;仿真分析;优化【作者】李美静;闫伟【作者单位】山东大学能源与动力工程学院,山东济南250061;山东大学能源与动力工程学院,山东济南250061【正文语种】中文【中图分类】U469.720 引言随着环境污染以及能源危机带来的问题愈发严重，新能源汽车逐渐成为研究热点以及必然趋势[1]。
新能源汽车包括纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车和其他新能源汽车等。
对于纯电动汽车和混合动力汽车来讲，电池的使用性能严重制约着整个行业的发展[2]。
相对于其它蓄电池，锂离子电池具有单体电池电压高，能量比高，使用寿命长等优点[3],但是，锂电池的工作性能受温度变化影响很大[4]，温度过高会极大地影响锂电池的性能，因此锂离子电池组模块的结构、散热方式等硬件的设计至关重要[5-6]。
针对某电动汽车用锂离子电池组散热问题，利用Hypermesh软件建立其散热系统的网格模型，分析该散热系统的散热性能，并从结构上进行优化，提高电池组的散热性。
1 电池组生热及传热模型1.1 电池组生热模型电池工作过程中，产生的热量主要由反应热、焦耳热和极化热组成[7]。
动力电池热管理系统性能试验方法1 范围本标准规定了动力电池热管理系统性能的试验方法。
本标准适用于乘用车用动力电池热管理系统，商用车用动力电池热管理系统可以参考。
2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 2900.41-2008 电工术语原电池和蓄电池GB/T 19596-2017 电动汽车术语（ISO 8713:2002,NEQ）GB/T 31467.2电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统第2部分：高能量应用测试规程QC/T 468-2010 汽车散热器GB/T 18386-2017 电动汽车能量消耗率和续驶里程试验方法GB 18352.6-2016 轻型汽车污染物排放限制及测量方法（中国第六阶段）3 术语和定义GB/T 2900.41-2008、GB/T 19596-2017中界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1 动力电池热管理系统 battery thermal management system综合运用各种技术手段，具备动力电池冷却、加热、保温和均温等功能，保证动力电池在不同环境下正常工作的系统。
同时，该系统可以在动力电池发生热失控时提供报警信号，具备安全防护功能。
通常，动力电池热管理系统包括主动式热管理系统和被动式热管理系统两种。
3.2 被动式热管理系统 passive thermal management systems基于热传导、热辐射、热对流等热量传输原理，只依靠冷却或加热流体因为温度因素缓慢流动自然完成热量输入输出交换的热管理系统。
该类系统通常适用于单体产热量小于5W的电池。
3.3 主动式热管理系统 active thermal management systems基于热传导、热辐射、热对流等热量传输原理，使用耗能部件消耗能量完成热量输入输出交换的系统。
动力电池热失控仿真技术1. 引言1.1 动力电池热失控问题的严重性动力电池热失控问题的严重性不容忽视。
动力电池在储存大量能量的也存在着高温、短路、过充、过放等多种导致热失控的因素。
一旦发生热失控，动力电池可能会发生爆炸、火灾等严重事故，造成巨大的人员伤亡和财产损失。
据统计，全球每年因动力电池热失控造成的事故都在不断增加，成为新能源汽车安全隐患的一大挑战。
动力电池热失控问题的严重性还表现在其对环境的影响。
动力电池中含有大量有害物质，一旦发生热失控，这些有害物质可能会被释放到环境中，对周围的生态系统和人类健康造成长期危害。
预防和控制动力电池热失控问题，保障动力电池的安全运行，已成为当今动力电池研究领域的重要课题。
为了有效预防和应对动力电池热失控问题，研发动力电池热失控仿真技术显得尤为重要。
通过仿真技术，可以模拟动力电池热失控的过程，提前发现潜在风险，采取相应措施，有效减少事故发生的可能性，确保动力电池系统的安全性和稳定性。
1.2 动力电池热失控仿真技术的重要性动力电池热失控仿真技术的重要性在于其可以有效预测和防范动力电池系统的热失控事故，从而保障电池系统的安全性和稳定性。
通过仿真技术，可以模拟和分析各种可能导致热失控的因素，如过充、过放、短路等，从而提前发现潜在问题并采取措施进行预防。
动力电池热失控仿真技术还可以为电池系统的设计和优化提供重要参考，帮助提高系统的性能和效率。
在实际应用中，通过仿真技术可以节省大量的时间和成本，避免真实系统的损坏和风险，同时也能够不断改进和完善仿真模型，提高预测的准确性和可靠性。
动力电池热失控仿真技术的重要性不容忽视，对于推动电动车行业的发展和普及具有重要意义。
通过不断改进和创新仿真技术，可以更好地保障电动车的安全性和可靠性，促进行业的健康发展。
2. 正文2.1 动力电池热失控的成因分析1. 过充电和过放电：当电池过充电或过放电时，会导致电池内部产生过多的热量，从而引发热失控现象。
・204・内燃机与配件电动汽车动力电池浸没冷却可行性研究Feasibility of Liquid Immersion Cooling of Battery Pack for Electric Vehicles佟薇TONG Wei(深圳市英维克科技股份有限公司，深圳518000)(Shenzhen Envicool Technology Co.,Ltd.,Shenzhen518000,China)摘要:本文研究针对使用浸没冷却系统对电动汽车动力电池进行热管理的可行性遥通过与空气冷却系统的对比，从降低电池组最高温度、电池-电池最大温差、降低电池组平均温度等方面阐述了浸没冷却系统的优势遥Abstract:This paper investigated the feasibility of liquid immersion cooling of battery pack for electric vehicles.By comparing with air cooling system,the liquid cooling system showed better performance in terms of decreasing the maximum battery temperature,minimizing the temperature difference between cells,and lowering the average temperature of the battery pack.关键词:锂离子电池;热管理;浸没冷却;电动汽车Key words:lithium-ion battery;thermal management;immersion cooling;electrical vehicle中图分类号TM912.9文献标识码A文章编号1674-957X(202024-0204-020引言锂离子电池具有能量密度高、功率密度高、循环寿命长、自放电率低、允许工作温度范围宽等优点,它已经成为电动汽车的首选动力电池。
电动汽车变流器用IGBT水冷散热器热仿真分析丁杰;张平【摘要】An IGBT water cooling radiator used in an electric vehicle converter was studied. Considering that the average Reynolds number of each channel was in the transition region, steady state temperature of the radiator was calculated by using the laminar model, the standardk-ε turbulence model and six kinds of different low Reynolds number turbulence models with FLUENT software, respectively. Transient problem of the radiator was calculated by using self-developed model order reduction calculation program. Through verifying the accuracy of model order reduction method, transient thermal simulation of typical Chinese urban road conditions was carried out to obtain the temperature variation curves of each chip in IGBT device at different time. The results show that the heat dissipating performance of the water cooling radiator can meet the demand of typical Chinese urban road conditions.%以某电动汽车变流器用IGBT水冷散热器为研究对象,考虑到IGBT水冷散热器内部各槽道平均雷诺数(Re)处于过渡区,利用FLUENT软件分别采用层流、标准k-ε湍流模型和6种低Re 数湍流模型计算IGBT水冷散热器的稳态结果.运用自主开发的模型降阶计算程序对IGBT水冷散热器进行瞬态问题快速计算,在验证模型降阶方法准确性的基础上,对基于中国典型城市道路工况的瞬态热仿真进行快速计算,得到IGBT元件各芯片在不同时刻的温度变化曲线.研究结果表明:该水冷散热器的散热性能满足中国典型城市道路工况的需求.【期刊名称】《中南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(048)002【总页数】8页(P525-532)【关键词】电动汽车;变流器;IGBT;水冷散热器;模型降阶;瞬态计算【作者】丁杰;张平【作者单位】湘潭大学土木工程与力学学院,湖南湘潭,411105;南车株洲电力机车研究所有限公司南车电气技术与材料工程研究院,湖南株洲,412001;湘潭大学土木工程与力学学院,湖南湘潭,411105【正文语种】中文【中图分类】U464.138为缓解能源和环境对人类生活与社会发展的压力，世界各国相继开发电动汽车[1]。
动力电池热失控仿真技术全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：动力电池热失控仿真技术是指利用计算机模拟软件对动力电池在极端情况下的热失控过程进行仿真和模拟分析。
随着电动汽车的快速发展，动力电池系统已成为电动汽车的核心部件之一。
由于动力电池在运行过程中会产生大量的热量，一旦出现热失控现象，不仅可能对电池自身造成严重损坏，还会导致火灾等安全事故，因此研究动力电池热失控仿真技术对于提高电动汽车的安全性具有重要意义。
动力电池热失控是指由于外部热源或内部短路等原因导致动力电池系统温升过快，无法及时排热而产生的严重现象。
一旦动力电池系统发生热失控，将造成电池内部材料的异常反应，液体电解质的水解和气体生成，同时也会产生大量的热量，可能引发火灾甚至爆炸，对车辆及周围环境和人身安全造成威胁。
为了有效预防和应对动力电池热失控现象，工程技术人员开始利用仿真软件对动力电池系统在异常工况下的热失控行为进行模拟分析。
一般而言，动力电池热失控仿真技术可以分为两个方面的研究，一方面是对电池内部温度场、电场和应力场等参数的仿真分析，另一方面是对动力电池系统在外部环境条件下的热失控过程进行模拟。
在电池内部参数仿真方面，工程技术人员通过建立电池的数学模型，包括电池材料的热物性参数、电化学参数和结构参数等，利用计算机仿真软件对动力电池在过充、过放、过温等异常工况下的温度场、电场和应力场等参数进行模拟分析。
通过对电池内部的参数进行仿真分析，可以及时准确地掌握电池的工作状态，为实际操作和管理提供参考。
动力电池热失控仿真技术是一种重要的研究手段，具有较高的应用价值。
通过对动力电池系统在异常工况下的热失控行为进行仿真和模拟分析，可以为电动汽车行业提供更加安全可靠的动力电池系统设计和管理方案，推动电动汽车产业的健康发展。
值得注意的是，未来工程技术人员需要进一步完善动力电池热失控仿真技术，提高仿真模型的精度和准确性，为动力电池系统的安全性提供更有效的保障。
电动汽车锂离子动力电池组温度场仿真及散热结构优化赵韩;方雄灿【摘要】文章描述了锂离子电池的生热机理,建立了锂离子电池组风冷散热结构的三维仿真模型,应用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)方法分析了电池组温度场分布,得出电池组最高温度和温差都对放电电流比较敏感;提出了电池组散热通道改进方案并进行了仿真分析,结果表明改进方案使电池组散热效果明显提高;探讨了入风口风速对电池组散热情况的影响,结果表明提高入风口风速可以有效提高电池组散热效果,但是当风速超过一定范围(10 m/s)时,风速继续提高对电池组散热效果的改善逐渐下降.%A detailed description of lithium-ion battery heat generating mechanism is given.A three-di-mensional simulation model of air cooling structure of lithium-ion battery pack is established,and a temperature field distribution simulation of the battery pack is conducted using computational fluid dy-namics(CFD)methods.The research results show that the highest temperature and temperature difference of battery pack are very sensitive to the discharge current.An optimization scheme for the heat dissipation structure of lithium-ion battery pack is proposed and a simulation is performed.The results show that the cooling effect is significantly improved.The influence of the air speed on the thermal conditions of the battery pack is studied.It is indicated that increasing the air speed can im-prove the cooling effect of the battery pack,but when the wind speed exceeds a certain range (10m/s),the improvement of the battery pack cooling effect gradually decreases with the increase of the wind speed.【期刊名称】《合肥工业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(041)003【总页数】5页(P289-293)【关键词】锂离子电池;计算流体力学(CFD);放电倍率;温度场分布;散热结构【作者】赵韩;方雄灿【作者单位】合肥工业大学机械工程学院,安徽合肥 230009;合肥工业大学机械工程学院,安徽合肥 230009【正文语种】中文【中图分类】U469.720 引言随着环境污染程度的加剧,各国政府大力支持新能源汽车的开发,以减少汽车对大气的污染。
纯电动SUV汽车火灾数值模拟分析郭琦琳;陶亮宇;马哲树;顾永明;王钰婷【期刊名称】《储能科学与技术》【年(卷),期】2024(13)3【摘要】以三元锂电池单体为点火源,综合考虑座椅、门板内饰、轮胎等车内可燃物对热传递的影响,搭建某纯电动SUV汽车整车模型并进行整车火灾燃烧数值模拟,探究由于动力电池热失控引发的纯电动SUV整车火灾燃烧特性、燃烧进程火焰传播及驾驶舱烟雾分析。
结果表明,在没有灭火措施的情况下,由电池组引发的整车燃烧可划分为电池包内热扩散、车厢内可燃物燃烧及整车全面燃烧三个阶段,在仿真约35 s后,底盘出现肉眼可见的火焰并逐渐蔓延至整车,且其热传播从底盘向前蔓延的速度大于向后蔓延的速度,起火过程伴随大量烟雾产生。
整车温度呈现为汽车底部和两头温度高中间温度较低的情况,汽车电池包位置温度最高,前动力舱次之,后动力舱相对温度最低,燃烧过程产生的峰值热释放速率为5100 kW,最高温度超过800℃。
对驾驶员位置进行烟气浓度探测,发现烟气在火灾发生后第15 s进入并在10 s内完全覆盖乘员舱,威胁人员生命安全。
本研究探究了纯电动SUV汽车燃烧火灾特性及关键时间节点,有助于深入认识三元锂电池及纯电动汽车热危害性,为人员逃生及消防提供参考。
【总页数】9页(P1000-1008)【作者】郭琦琳;陶亮宇;马哲树;顾永明;王钰婷【作者单位】南京林业大学汽车与交通工程学院【正文语种】中文【中图分类】U492.83【相关文献】1.某纯电动汽车扭力梁式后悬架强度分析与优化数值模拟2.电动汽车锂离子电池组火灾数值模拟研究3.纯电动公交车火灾事故数值模拟与应急处置研究4.纯电动汽车个性化采暖的数值模拟研究5.高速高严重性碰撞条件下纯电动汽车火灾危险性分析及应急救援研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
