操作条件对汽车电池冷却板优化设计的影响

操作条件对汽车电池冷却板优化设计的影响

电动汽车电池的温度控制对其有效操作、最大使用寿命以及安全性至关重要。高温条件下的操作，通过增加腐蚀反应速度会导致电池退化；低温条件下的操作，通过抑制电化学反应会降低功率输出。电动汽车是一个封闭的系统，操作时一个热管理系统所需的全部电量会直接降低用于车辆其它主功能的电量，因此要求热管理系统耗电量尽可能低。电池产生的热量随之进入冷却板，热量进入冷却板的速率由电池产生热量的速率决定。

本文制定了一个有效的冷却板设计方案，并考虑每个边界条件的灵敏度。在实际操作中，冷却板所处的一系列操作环境取决于电池、环境以及驾驶行为。一个有效冷却板的设计方案需要对每个边界条件的灵敏度进行优化设计，操作条件应具有一定的代表性，因此需设计具有复杂性的多个操作条件。

研究3个重要的性能指标（温度均匀性、平均温度以及压降）对冷却板优化设计的影响。通过研究发现，温度均匀性对操作条件的影响最敏感，特别是操作条件中输入热流的分布以及冷却剂的流量；平均温度的优化仅对热流分布的影响最为敏感；压降优化的目的是测试边界条件的敏感性。另一个重点是研究电池产生热量的分布：虽然通过使用一个精确分布的优化设计假设电池产生的热量呈均匀分布是非常简单的，但是这项研究发现冷却板的性能可以显著提高。

刊名：Journal of Power Sources（英）

刊期：2014年第245期

作者：Anthony Jarrett et al

编译：尹秋