基于CFD的车用锂离子电池组散热特性仿真研究.pdf

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1、第54卷第3期VoL54No．3农业装备与车辆工程AGRICULTURALEQUIPMENT＆VEHICLEENGINEERING2016年3月March2016doi：10．3969／j．issn．1673—3142．2016．03．002陈运星1．一，马强1,2邓利军1，一，陈梓铭3(1．441053湖北省襄阳市湖北文理学院机械与汽车工程学院；2．441053湖北省襄阳市纯电动汽车动力系统设计与测试湖北省重点实验室；3．511340广东省广州市日立汽车系统(广州)有限公司)[摘要]研究了车用锂离子动力电池组风冷散热流场的

2、计算流体动力学仿真计算方法，并以某气电混合动力电动客车为对象。建立了其电池系统的几何模型、电池热效应模型、传热数学模型。进而对该系统进行了CFD仿真计算，得到了散热系统的空气流场、温度场以及电池的温度分布。探讨了系统的散热特性，并分析了影响散热系统内电池散热的主要因素．为车用动力电池热管理系统的结构设计及改进提供技术支持。[关键词]混合动力；电动客车；锂离子电池；散热；数值模拟；流体动力学[中图分类号]THl2[文献标志码]A[文章编号]1673—3142(2016)03--0005-05AnSimulationStudyo

3、nLithinm-IonBatteryPackinElectricBusBasedonCFDChenYunxin91”，MaQian91一，Deng脚un”，ChenZimin93(1．SchoolofMechanicalandAutomotiveEngineering，HubeiUniversityofArtsandScience，XiangyangCity，HubeiProvince441053，China；2．HubeiKeyLaboratoryofPowerSystemDesignandTestforElectric

4、alVehicle，XiangyangCity，HubeiProvince441053，China；3．HimchiAutomotiveSystems(Guangzhou)Co．，Ltd，GuangzhouCity，GuangdongProvince511340，China)[Abstract]Inordertoanalyzetheheatdissipationcharacteristicsofthelithium-ionbatterypackinLPG-electrichybridbusesinCanton，athree-

5、dimensionalmodelofbaRerypackandcoolingsystem，alithium-ionbatterythermalmodelandamathe-maticalmodeloftheairflowandheattransferwereestablishedfirstly．Thentheairflowandtemperaturefieldinsidetheeoohngsystemandthetemperatureofli-ionbaRerieswascalculatedbasedonthesemodel

6、swithFLUENT．ThroughtheCFDsimulation，higIltemperatureregionsinsidethecoolingsystem，suchasthefrontendoftheairpassage，werofound．Andthemainfactorsthataffectthecoolingofbatteriesinthesystemwasinvestigatedinordertoprovidetechnicalsupportforareasonablestructuredesignofbat

7、terythermalmanagementsysteminelectricalvehicle．[Keywords】hybrid；electricbuses；lithium-ionbattery；heatdissipation；numericalsimulation；fluiddynamics0引言车用动力电池对温度比较敏感，在充放电时会产生大量的热量。从而导致温度上升[¨。过高的温度会大大影响电池性能，而且，由于电池采用串并联的方式成组使用，所以电池温度分布不均匀也会影响电池组的充放电性能和寿命。为此，要使电池组正常工作，还

8、必须配合相应的热管理／散热系统进行冷却散热，以保证电池的工作温度在所要求的范围内．且单体电池有相同的温度分布。一般说来，要求车用电池的散热系统将电池的工作温度控制在50℃以下，电池间的温差控制在5。C以下[2]0基金项目：国家自然科学基金(51307047)收稿日期：2015—12—07修