[发明专利]一种动力电池组散热结构优化设计方法

权利要求书

1.一种动力电池组散热结构优化设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：确定边界参数

将动力电池组放在电池恒温箱内，在不同温度下通过充放电仪器对动力电池组进行充放电操作，并监测动力电池组的电池性能，确定动力电池组的最适工作温度区间，并记录为边界参数；

S2：建立三维模型

根据动力电池组的实际CAD参数，通过三维建模软件建立动力电池组的三维模型，再对三维模型进行简化；

S3：热仿真计算

将动力电池组的三维模型和动力电池组对应的发热功率模型导入STAR-CCM+软件中，并设置初始条件，初始条件包括环境初始温度和动力电池组的初始温度；然后对动力电池组的三维模型进行网格划分，根据动力电池组对应的发热功率模型进行热传导仿真计算，迭代步长设置为1s，最长计算时间为Tmax，Tmax由人为进行设定，验证动力电池组的三维模型的正确性；

S4：设计散热结构

通过三维建模软件建立散热结构，散热结构包括风冷系统、液冷系统和PCM冷却系统，选择一种散热结构集成至动力电池组的三维模型处；

S5：散热结构仿真计算

S5.1：根据边界参数选择高温区间，设置环境温度为高温区间，高温区间为35℃-55℃，根据选择的散热结构设置对应物理模型，并设置初始条件，初始条件包括散热结构的初始温度；然后根据物理模型和动力电池组对应的发热功率模型进行热传导仿真计算，迭代步长设置为1s，最长计算时间为Tmax，Tmax由人为进行设定，间隔10s持续获取各个网格的温度数值，并计算所有网格的温度数值的平均值，以时间为自变量，温度数值为因变量生成电池组温度变化曲线，进入S6；

S5.2：根据边界参数选择低温区间，设置环境温度为低温区间，低温区间为-10℃-5℃，根据选择的散热结构设置对应物理模型，并设置初始条件，初始条件包括散热结构的初始温度；然后根据物理模型和动力电池组对应的发热功率模型进行热传导仿真计算，迭代步长设置为1s，最长计算时间为Tmax，Tmax由人为进行设定，间隔10s持续获取各个网格的温度数值，并计算所有网格的温度数值的平均值，以时间为自变量，温度数值为因变量生成电池组温度变化曲线，进入S6；

S6：结果分析

判断动力电池组的温度数值是否始终处于温度预设范围，若是动力电池组的温度数值未始终处于温度预设范围，修改散热结构，进入S5；若是动力电池组的温度数值始终处于温度预设范围，生成散热结构方案；

还包括对温差的判断：

A1：将动力电池组按内部单体电池划分为不同的区域；

A2：在1800s和3600s的时刻，通过计算不同区域内网格的温度数值的平均值获取单体电池的表面温度数值，并将所有表面温度数值按照从小到大进行排列，并记为Tn，n=1，2，3······N，N为动力电池组内部单体电池的总数；

A3：令k=1，k用来作为编号选取表面温度数值；

A4：判断“k≤N”是否成立，若是“k≤N”成立，进入A5；若是“k≤N”不成立，无操作；

A5：计算δ=T（k+1）-T（k），判断“δ≤F”是否成立，F为温差阈值，若是“δ≤F”成立，令k=k+1，回到A4；若是“δ≤F”不成立，进入A6；

A6：选取k至N所有编号对应表面温度数值的区域，并在所有选取区域的单体电池处设置PCM冷却系统。

2.根据权利要求1所述的一种动力电池组散热结构优化设计方法，其特征在于，还包括对仿真计算的优化，包括如下步骤：

B1：在进行热传导仿真计算时，持续获取动力电池组中心网格的温度数值Tz和动力电池组左上角网格的温度数值Tj；

B2：判断中心网格的温度数值Tz是否处于温度预设范围，若是中心网格的温度数值Tz未处于温度预设范围，进入B4；若是中心网格的温度数值Tz处于温度预设范围，回到B1；

B3：判断左上角网格的温度数值Tj是否处于温度预设范围，若是左上角网格的温度数值Tj未处于温度预设范围，进入B4；若是左上角网格的温度数值Tj处于温度预设范围，回到B1；

B4：停止热传导仿真计算，修改散热结构，进入S5。

3.根据权利要求2所述的一种动力电池组散热结构优化设计方法，其特征在于，所述B2中，若是中心网格的温度数值Tz未处于温度预设范围，生成散热结构修改意见：在动力电池组中心位置设置PCM冷却系统。