[发明专利]一种动力电池组散热结构优化设计方法

说明书

本发明提供一种动力电池组散热结构优化设计方法。一种动力电池组散热结构优化设计方法包括如下步骤：S1、确定边界参数；S2、建立三维模型；S3、热仿真计算；S4、设计散热结构；S5：散热结构仿真计算；S6、结果分析。本发明通过计算机软件模拟动力电池组的工作，并且对散热结构进行优化分析，为对动力电池组散热结构优化设计提供便利，无需通过实体电池组等仪器进行试验，减少成本。

技术领域

本发明涉及电池组设计领域，更具体的说，它涉及一种动力电池组散热结构优化设计方法。

背景技术

在新能源汽车产销量猛增的情况下，电动汽车动力电池在充放电过程中出现的高温、散热不畅等问题引发了人们的热议。在安全、节能、智能的时代背景下，对电动汽车动力电池热特性研究及散热优化研究具有重要性和紧迫性。

发明内容

本发明提供一种动力电池组散热结构优化设计方法，通过建立电池组的三维模型，对不同的散热结构进行分析研究，实现对散热结构进行优化设计：

为实现上述技术方案，本发明提供一种动力电池组散热结构优化设计方法，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。

作为本发明的一个优选，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；