电动汽车动力电池组散热特性数值模拟研究(三种排列方式)

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1、汽车工程2011年(第33卷)第11期AutomotiveEngineering2011(Vol．33)No．112011204电动汽车动力电池组散热特性数值模拟研究1，222肖红林，郭明明，李洪亮(1.北京航天微系统研究所，北京100094;2.中国汽车技术研究中心，天津300162)［摘要］针对目前电动汽车动力电池组的散热问题，研究了不同布置方式下动力电池组的散热特性。基于雷诺平均的方法，应用k-ε湍流模型，建立了电动汽车动力电池组散热的仿真模型。基于这一经散热效果试验验证的模型的仿真结果，给出了不同布置方式下动

2、力电池组的流场分布和温度云图;通过分析它们的温度均匀性，得到了不同布置方式下电池组的散热特性。关键词:电动汽车;电池组;散热;温度场;数值模拟ANumericalSimulationStudyontheHeatDissipationCharacteristicsofPowerBatteryPackinElectricVehicles1，222XiaoHonglin，GuoMingming＆LiHongliang1.BeijingAerospaceMicrosystemsInstitute，Beijing100094;

3、2.ChinaAutomotiveTechnology＆ResearchCenter，Tianjin300162［Abstract］Aimingattheproblemofheatdissipationofpowerbatterypackinthepresentelectricvehicle(EV)，theheatdissipationcharacteristicsofpowerbatterypackwithdifferentarrangementsarestudied．Asimula-tionmodelforthe

4、heatdissipationofpowerbatterypackinCVisbuiltbasedonk-εturbulentmodelwithReynolds-averagedNavier-Stokesmethod．Theresultsofsimulationonthemodelverifiedbyheatdissipationtestareshownintheflowfielddistributionandtemperaturenephogramsindifferentbatteryarrangements．Th

5、roughtheanalysisontheirtemperaturehomogeneity，theheatdissipationcharacteristicsofpowerbatterypackindifferentbatteryarrange-mentsareobtained．Keywords:EV;batterypack;heatdissipation;temperaturefield;numericalsimulation池组内100℃以上的温差，如不及时散热，对电池容前言量、电池可靠性、充放电效率以及电池寿命

6、都有极大［4］的负面影响。日益严重的能源与环境压力使传统内燃机汽车研究表明，温差为5、10和15℃时，相同充电条的发展面临着严峻的挑战，环保节能汽车的开发已件下电池组的荷电状态分别下降10%、15%和［5－6］成为世界范围内关注和研发的焦点。作为新兴的环20%。保节能汽车的电动汽车(EV)和混合动力汽车因此，研究电池组温度场变化，对保持电池组均［7］(HEV)发展迅速，已经逐渐成为未来汽车的重要发衡化和电池一致性有至关重要的作用。电池散热［1］展方向之一。结构的设计对于保障动力电池组的长期正常使用十电池作为电动汽车中

7、的主要储能元件，是电动分必要。采用计算流体动力学(CFD)模型预测动力［2－3］汽车的关键部件，直接影响到电动汽车的性能。电池组散热结构的流场状态和温度场，并结合试验对于纯蓄电池驱动的EV来说有快速充电的需求;验证动力电池组散热性能，对提高EV和HEV动力对于HEV来说，充电随路况可能随时进行。充放电电池组散热结构的设计效率和产业化开发具有重要是典型的化学过程，其伴生的反应热很容易引起电的意义。原稿收到日期为2011年1月18日，修改稿收到日期为2011年3月10日。2011(Vol．33)No．11肖红林，等:电动

8、汽车动力电池组散热特性数值模拟研究·999·本文中以电动汽车动力电池组为研究对象，采用CFD方法，建立电动汽车动力电池组散热效果的预测模型。对不同布置方式动力电池组的流场进行模拟，获得了不同布置方式的动力电池组的速度分布和温度云图，分析了它们的温度均匀性，讨论了不同布置方式时电池组的散热特性。1动力电池组散热模型的建立目前电动汽车用电池主要有铅