电动方程式赛车动力电池液冷系统设计与仿真分析

“大学生方程式赛车动力电池包冷却系统设计，通过对钴酸锂电芯的液冷系统研究，旨在降低电池箱最高温度，提升电池包的热均衡性。利用Criuse软件建立赛车模型，ANSYS/Fluent软件分析电池生热机制与单体热特性，以及对液冷系统和风冷系统的仿真对比。” 在大学生方程式赛车领域，动力电池包的冷却系统设计是至关重要的技术环节。该设计主要针对电动方程式赛车的动力电池箱，目标在于通过液冷技术优化电池的温度管理，确保在激烈的比赛工况下，电池能够保持稳定的工作状态，延长电池寿命，并提升整体性能。 首先，设计团队选择了钴酸锂电芯作为研究对象，因为这种电芯在高能量密度和快速充放电方面具有优势，但同时也容易发热。为了降低电池箱的最高温度，他们对液冷系统进行了深入研究。液冷系统利用液体介质（如冷却液）循环流动，将电池产生的热量带走，有效地散热。相比于传统的风冷方式，液冷能更高效地吸收和传递热量，特别是在电池密集且发热量大的情况下。 为了设计出适合的液冷系统，团队使用了Criuse软件来建立一个四电机方程式的整车模型。Criuse是一款广泛用于车辆动力学模拟的工具，它可以帮助工程师分析不同驾驶工况下电池箱参数的变化，如电流、电压、温度等，从而为液冷系统的优化提供数据支持。 接着，团队利用ANSYS/Fluent这一强大的流体动力学软件，对电池的生热机制和单体热特性进行了详细分析。通过数值模拟，可以精确计算电池在工作过程中的热产生、传导和扩散，为液冷管道布局、流速、流量等关键参数的设定提供依据，确保冷却效果最佳。 此外，为了进一步验证液冷系统的有效性，团队还使用了ANSYS/Fluent/Icepak进行仿真对比。Icepak是专门用于热管理和流体流动分析的模块，它可以模拟液冷系统与周围环境的热交换，以及与风冷系统的性能差异。通过对比，可以明确液冷系统在散热效率和温度均匀性上的优势。 这篇摘要介绍了一种针对大学生方程式赛车的动力电池包冷却系统设计方法，结合了理论研究、软件模拟和实际工况分析，旨在解决电池过热问题，提高赛车的整体性能。这种液冷系统设计不仅适用于赛车领域，也为电动汽车的热管理提供了参考，体现了工程实践与理论研究的紧密结合。