电动汽车动力电池组散热特性数值模拟研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com汽车工程2011年(第33卷)第11期AutomotiveEngineering2011(Vo1．33)No．112011204电动汽车动力电池组散热特性数值模拟研究肖红林，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·e．／，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-e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力电池组的流场分布和温度云图；通过分析它们的

2、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ANumericalSimulationStudyontheHeatDissipationCharacteristicsofPowerBatteryPackinElectricVehiclesXiaoHonglin．GuoMingnfing＆LiHongliang1．BeijingAerospaceMicrosystemsInstitute，Beijing100094；2．ChinaAutomotiveTechnology＆ResearchCenter，Tianjin300162[Abstrac

3、t]Aimingattheproblemofheatdissipationofpowerbatterypackinthepresentelectricvehicle(EV)，theheatdissipationcharacteristicsofpowerbatterypackwithdifferentarrangementsarestudied．Asimula-tionmodelfortheheatdissipationofpowerbatterypackinCVisbuiltbasedonk-eturbulentmodelwithReynolds—averagedNavier—Stokes

4、method．Theresultsofsimulationonthemodelverifiedbyheatdissipationtestareshownintheflowfielddistributionandtemperaturenephogramsindifferentbatteryarrangements．Throughtheanalysisontheirtemperaturehomogeneity，theheatdissipationcharacteristicsofpowerbatterypackindifferentbatteryarrange—mentsareobtained．

5、Keywords：EV；batterypack；heatdissipation；temperaturefield；numericalshnulation池组内100oC以上的温差，如不及时散热，对电池容日Ij舌量、电池可靠性、充放电效率以及电池寿命都有极大的负面影响J。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20％[一成为世界范围内关注和研发的焦点。作为新兴的环。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(HEV)发展

6、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)模型预测动力汽车的关键部件j，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Et期为2011年1月18日，修改稿收到日期为2

7、011年3月10日。学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com·1000·汽车工程2011年(第33卷)第l】期式中：17"表示湍动能对应的Prandtl数，or=1．0；预测。G是由于平均速度梯度引起的湍动能k的产生项，表1串行排列电池组仿真结果与实验的比对a＼a最高温度／K最低温度／K平均温度／KI+7。实验355．6346．1352．8湍动能耗散率方程仿真359．4349．