基于CFD的电池散热模型仿真和分析

电动汽车内电池组热管理十分重要,能够及时将热量散发出去保持电池包温度的稳定,就能在很大程度上解决电动汽车自燃爆炸的问题。论文设计一种电池风冷散热结构,通过对串行及并行风道进行一系列的优化设计,得出一种散热性更好的散热结构。通过ANSYS Fluent软件进行建模及仿真分析,通过附加散热孔、改进进风口位置及倾角进行结构优化,结果表明进风口倾角为8°时散热性及结构最优,其生热情况为在1 C充电倍率下电池组最大温差为3.9℃,最高温度为33.7℃,最低温度为29.8℃。     

基于Fluent的电动汽车锂电池散热特性仿真

为了分析电池散热问题,文章采用有限元仿真的方法,对串行和并行两种散热方式进行对比方针研究。首先分析了锂电池产热原因,对其产热特性进行了研究。然后针对某款锂离子电池,使用有限元仿真软件Fluent,对串行和并行的两种风冷散热模式进行模拟仿真研究。结果表明:串行通风散热时电池散热比较均匀,靠近进出风口的电池散热效果较好;并行通风散热时散热效果逐渐递增,越靠近出风口的电池散热效果越好。     

某混合动力车型热管理系统开发与研究

混合动力车辆热管理系统是确保车辆电机、电池、控制器、发动机处于最佳工作温区系统,并在极限工况下处于许用工作温区的系统。文章以某在研混合动力车型为研究对象,通过对电机、电池、控制器和发动机的散热需求进行分析,设计了覆盖三温区的热管理系统循环回路。文章基于一维仿真软件Flowmaster和CFD软件STAR-CCM+对系统在设计工况的性能进行了仿真分析,确保各单元在设计工况运作时散热良好。文章对充电时热管理系统对电池降温需求的响应速率进行了分析,以防止充电过程中热累积引起热失控的发生,并提出了影响响应速率的关键因素和改善方法。     

电动卡车风冷电池舱流场分析及优化

本文使用PowerFlow软件对电动卡车风冷电池舱进行了流场仿真分析,得到原方案设在主风道内部形成了涡流,造成了大量的能量损失,导致风道内冷却气流流速迅速降低,风道设计不合理对电池的冷却效果不佳。根据仿真流场结果对风冷电池舱进行了优化,得到了风量分配更均匀,且风道内能量损失少的优化模型。     

动力电池箱散热特性仿真分析

针对工作中的电池箱在强迫风冷条件下因产热散热而引起的温度分布不均问题,利用有限元分析软件ANSYS/Fluent,研究电池箱进风口送风风量不同时内部温度场分布情况,通过分析得到电池箱内部的散热特性和进气速率存在非线性关系。     

基于锂电池模组的风冷方式研究

风冷技术虽已广泛应用于动力锂电池系统,但目前锂电池系统风冷的研究主要集中在如何利用电芯间隙冷却,电芯排布方式和模组进出风口形式的设计上,然而这些方法在实际应用中具有一定的限制。针对以上问题,本文在模组底部加装导热垫及散热片,同时利用计算流体力学的方法对该技术方案进行数值模拟,并分析对比加装不同形式的散热片,电池模组内电芯温度的差异。结果表明,模组底部加装散热片能够快速的将电芯的热量传递给冷却气流,并有效降低电芯间的温差;交错翅片型散热片的散热性能优于平直翅片型散热片;翅片数量及厚度在一定程度上影响了散热片的散热性能。     

多轴混合动力特种车辆空气动力学特性分析与改进设计

建立某多轴混合动力特种车辆整车外流场仿真模型,采用计算流体力学方法分析整车外流场特性.根据分析结果对驾驶室进气格栅、驾驶室与货箱之间的上部连接、驾驶室下部进风口三个部位进行优化设计.在优化设计过程中,特别关注提升各车桥分布式驱动电机的散热效果,并根据局部外流场特性确定车桥处的电机风扇朝向布置.结果表明,优化后的整车风阻...     

汽车座椅通风系统设计

文章针对座椅通风设计,内置座椅通风系统,包括风扇、进风口、风袋、风道等,利用计算机模拟分析,设计结构合理,通过实验验证,靠背风速要求大于12.5m~3/h,通过局部修改吸风空间,达到改善效果,优化通风设计后,达到13.00m~3/h,达到要求效果,提高效率。     

基于电化学热耦合模型的电动汽车电池模组热特性研究

为研究电池组的排列与布置方式对电池热特性的影响,本文中以18650锂离子电池为研究对象,建立了单体电池的电化学热力学耦合模型。利用模型仿真和实验测量获得了不同放电倍率时的电池表面温度随放电容量的变化关系,实验数据与仿真数据基本吻合,模型准确。基于单体耦合模型,分析了6×5动力电池模组的不同排列与布置方式下的热特性。结果表明:间距太小或太大均会使平均温度增加,本案例电池间距24 mm时平均温度最低;间距越大,温差越小,温度分布均匀性越好;间距一定,交叉排列散热效果优于对齐排列,且空间利用率更高。电池的排列和间距对电池散热有重要影响,锂离子动力电池组设计过程中应充分考虑。     

动力电池系统热管理仿真分析及设计优化

为提高锂离子动力电池的工作温度区间,保障电池的动力输出,需要在电池系统端进行有效的热管理设计。文章主要通过CFD热仿真技术分析了在不同实验工况下电池单体内部生成热、模组在加热及散热时的温度场分布,并通过对比分析不同散热结构的仿真结果,来优化电池内部散热结构的设计。整车的冷却实验验证结果也表明该设计可以有效地保障电池工作合理的温度范围内。     

基于CFD的某SUV空调吹脚风道优化研究

某SUV在设计开发阶段,通过仿真发现空调前排吹脚风道风速分布不均匀,主要表现为局部区域风速较高,而局部区域又吹不到风。后排吹脚风道出风口主要表现为,局部区域不出风。文章通过优化风道截面形状,然后基于CFD仿真,结果表明优化方案能有效解决风速分布不均,出风口不出风的现象。     

某型电源车通风散热系统设计与试验研究

针对某型电源车工作要求,计算车舱发电机组的散热量和整车通风量。根据计算结果对电源车通风散热结构进行设计,包括机组舱舱门、进、排风口的大小、位置、风道等。对车厢通风散热情况进行试验研究,结果表明:车厢结构和风道设计合理,在不同工况下,最高温度均未超过55℃,温度均被控制在合理范围内,满足电源车工作要求。     

风冷发动机冷却系统改进及流固耦合传热模拟

针对原缸盖局部温度偏高的问题提出3种改进方案,通过在高温区设置内冷风道,在风道内设置导流板,改变翅片尺寸和修改外筋板结构来强化缸盖的散热,降低高温区的温度。运用流固耦合三维仿真技术对改进方案缸盖的散热进行对比分析。根据对比结果选取第3方案为最优方案,制作样机,运用远红外热成像仪进行温度测试。结果表明:改进方案的缸盖整体散热性能得到了强化,高温区温度明显下降,仿真结果,缸盖最高温度从456.1K降低到436.0K,下降了20.1K;测试结果,温度下降值最高达23.2K。仿真结果与测试结果比较吻合,最大误差小于7%。     

基于Kriging代理模型电源车散热性能优化

针对电源车车厢内柴油发电机组局部散热效果不好的问题,使用基于近似代理模型的数值分析方法对车厢隔板上轴流风机的位置进行了优化,得到车厢内散热效果最好时隔板上轴流风机的位置,并通过CFD仿真计算对利用近似代理模型计算得到的结果进行了验证,可以发现,增加轴流风机后车厢内柴油发电机组局部过热的情况得到有效控制,车厢内发热部件的总热流通量增加了5.37%。     

Thermal Model for Square Lithium-ion Battery Pack

首先通过最小二乘法对方形锂离子电池组中单体电池的比热容、流道材料的导热系数和自然冷却条件下的综合换热系数进行了估计;然后根据热边界层理论确定了强制冷却条件下电池冷却流道表面局部综合换热系数的计算式;最后根据电池组的结构特点和冷却方式,建立了电池组的一维瞬态传热模型.该模型能根据电池组当前的环境温度、运行负荷、冷却强度和初始荷电状态实时预测电池组中各单体电池的运行温度.在Arbin试验台架上测量了144V/8A·h方形锂离子电池组在不同运行工况下单体电池的温度分布,并与模型仿真结果进行了对比,结果表明模型仿真的最大误差不超过1℃,满足混合动力系统性能仿真和电池组管理策略优化的精度要求.     

车用动力电池热防护与散热集成研究

针对车用动力电池组存在散热与热失控防护设计需求不一致的问题,提出了在电池组内交替安置隔热板与热管的集成热管理方案。利用Matlab/Simulink仿真软件以方形三元锂离子电池为对象建立电池组仿真模型,通过对比分析4种热管理方案在正常和热失控两种工况下的性能优劣,验证此集成系统散热和热防护性能的可靠性。结果表明,此集成系统热管理性能明显优于单一的热管冷却系统或热防护装置,不仅可以有效提高电池组散热能力,改善电池组内部温度分布均匀性,同时能够延缓热失控传播,提高电池组运行安全性。     

新能源汽车动力电池包生热量仿真分析

某车型电池包箱体空间较小,电池单体的散热效果受结构限制,在极端工况下极易产生电芯高温热失控问题进而影响行车安全。因此在该电池包设计过程中,电芯堆叠热设计就显得极为关键,文章采用Matlab仿真程序,基于戴维南单体电池模型和HPPC测试,完成了某新能源汽车电池包热生热量仿真分析,对比了25℃与40℃环境温度下电池单体在不同工况下的生热性能,为三维电池包热仿真提供必要的输入条件。     

A Study on the Temperature Field of Lithium-ion Battery Pack in an Electric Vehicle and Its Structural Optimization

建立了电动汽车锂离子电池组的三维散热模型.对电动汽车匀速行驶且自然风冷时锂离子电池组的温度场分别进行了仿真和测试,结果表明,两者温度变化趋势基本一致,反映了所建温度场模型的合理性.在此基础上,提出了锂离子电池组散热结构的优化方案并进行了仿真分析,优化后锂离子电池组的散热良好:电池组的最高温度从46℃降至33℃,电池之间的温差在6℃以内.     

电动汽车动力电池组风冷结构仿真及优化

为解决目前电动汽车动力电池组在开发中出现的电池包风冷散热性能不良问题。通过研究不同散热风道结构中电池组温度分布的均匀性特性,借助CFD有限元法,进行流场速度矢量图和温度云图的比较,分析了散热性能和温度分布均匀性特性。讨论了风道的设计对电池组温度分布特性的影响,最后通过试验进行验证,试验验证表明:优化后的电池组整体压力较小、风速较高、温度均匀性较好且散热特性优秀,具有较好的应用性。     

不同进出风口方式下汽车流场模拟研究

汽车进出风口对汽车空气动力学特性有重要的影响。利用CATIA建立了三种不同进出风口的汽车模型,利用CFD方法研究不同进出风口对汽车流场的影响。采用三维不可压缩雷诺平均方程N～S方程采用RNG k-ε湍流模型,利用二阶迎风差分格式获得控制体积界面上的物理量,应用SIMPLEC算法进行迭代计算,对汽车流场进行模拟仿真,并将结果进行对比分析。研究结果表明：汽车前端只有一个进风口的情况下,发动机迎风面的高压区偏上,并且高压区的压力明显低于增加辅助进风口的情况。将三种情况下仿真得出的发动机舱内散热所需的冷却空气量与实际所需要的空气量对比,结果显示,汽车前端只有一个进风口的情况不能满足发动机舱内的散热需求,而其余两种情况能够满足散热需求。