微型电动汽车动力电池包热仿真分析

(郑州大学机械工程学院 河南 郑州 450001)

一、电池包建模

电池包单一电池模块结构包含电池单体、保持架、集流片和绝缘片等。其设计需要满足强度、散热、振动和防水防尘等设计标准[1,2]。

本文中采用28个电池单体为一组电池模块，采用叉排排列方式。每列个数为6、5、6、5、6。共设计A、B、C、D、E共5种方案进行对比。

图1 单体电池排列方式

二、FLUENT散热仿真

将电池模块三维模型经前处理后，导入FLUENT软件进行仿真。主要边界条件[3,4]如表1所示。

表1 仿真边界条件汇总

三、CFD结果后处理

仿真结果收敛后，进入CFD后处理界面，以电池间隙风速和电池中心最高温度为研究变量，提取数据，建立与列数的关系图。

图2 电池模块列数与间隙风速关系

从图中可以看出，方案A中，间隙风速随列数增大而减小，后排电池温度也随之升高；经过优化后的方案D、E，裂间隙风速相对于初始方案大大升高，后排电池温度升高幅度也相应降低。

四、结论

通过改善电池包电池排列列间隙及壁面导流形状，可以有效提升电池间隙风速，进而改善电池模块的散热状况。