STAR-CCM+电动车液冷电池仿真分析：优化液冷系统与温度场研究

本文主要探讨了基于STAR-CCM+软件在电动车液冷动力电池系统中的应用，涵盖了液冷系统的建模、流场仿真优化以及电池包的温度场仿真。研究对象是一款配备22个电池模组的电动车电池包，其冷却方式依赖于箱体底部的液冷系统。 在液冷流场仿真的部分，模型首先对液冷板的流场进行了细致的设定，包括导入尼龙管和液冷板的内表面，并在STAR-CCM+中构建了流场模型。模型采用了多面体网格，设置了0.4mm的边界层总厚度，并进行了1820万体网格的划分。仿真模拟了流量为18L/min的50%乙二醇水溶液在不同管径的汇流管中的流动情况。原方案的汇流管径不均匀导致流量偏差高达36%，随后通过优化汇流管的管径，使流量偏差降低至9%，满足了流量均匀分布的要求。 进入电池包温度场仿真的环节，模型简化了电池包内部结构，只保留了对温度场影响显著的部分，并应用了优化后的液冷板管径方案。体网格总数达到2210万，采用稳态计算模式，使用k-ε湍流模型，流体被视为恒密度不可压缩。电池模组的热物性参数如密度、比热容、导热率等进行了详细规定。电池包的其他零件也提供了相应的热物性参数。 通过STAR-CCM+的仿真，可以预测电池包在运行过程中的温度分布，确保电池工作在安全有效的温度范围内，避免因温度不均导致的性能下降或潜在的安全风险。这种基于软件的仿真方法对于优化电动车电池系统的冷却设计具有重要意义，能有效提升电池系统的效率和可靠性。