电动汽车电池热管理系统优化设计与CFD仿真研究

本文档深入探讨了电池热管理系统散热结构的设计与仿真，针对电动汽车电池的高效温度控制需求，研究者李妮檜、胡广地和李雨生专注于铝板/相变材料/液冷电池散热系统的创新设计。他们利用计算机流体动力学(CFD)软件进行模拟，以分析多种关键因素对电池散热性能的影响，包括铝板厚度、水管数量、质量流量、导热系数、相变温度以及进水温度。 首先，文章关注的是铝板作为散热基材的重要性，其厚度的改变会直接影响到热量传递的效率。通过调整铝板的厚度，研究人员试图找到最优的热阻平衡点，以降低电池内部温度的升高。 其次，水管数量和质量流量的设定也是影响散热效果的关键参数。增加水管可以提高冷却液体的流通性，从而更快地带走电池产生的热量，而质量流量则决定了冷却液的总量和流动速度。优化这两者有助于确保电池在工作过程中保持在一个适宜的温度范围。 此外，导热系数的选择对散热效率有着显著影响，因为它决定了材料的热量传导能力。相变材料在系统中扮演着至关重要的角色，它们在特定温度下会发生固液或固气相变，吸收或释放大量潜热，帮助稳定电池温度。 进水温度是另一个要考虑的因素，因为初始冷却水温直接影响到散热过程的初始效率。研究者可能通过模拟不同进水温度下的情况，来确定最合适的冷却水源条件。 通过细致的CFD仿真分析，研究团队成功地将这些参数优化组合，使得电池的最大温度和温差分别控制在44.19℃和3.18℃。这个温度范围确保了电池在工作中的稳定性和安全性，证明了铝板/相变材料/液冷结合的散热结构在电动汽车电池热管理方面的优越性能。 该研究的关键词包括“动力电池”、“CFD”（计算机流体动力学）、“电池热管理”和“散热结构”，表明了论文的核心内容集中在电池热管理技术的创新应用上，并为电动汽车电池的持续高效运行提供了理论支持和实践指导。整个研究不仅提升了电池的使用寿命，也对电动车产业的可持续发展起到了积极的推动作用。