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动力电池热管理技术:空气冷却散热系统研究现状

时间:2023-08-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:直接研究电动汽车动力舱被动式进风散热的文献较少,但研究传统发动机舱散热的文献却比较多。Weidmann.E.P等对多种设计形式下发动机舱内的空气流动和温度分布进行分析研究。Fortunato.F等探讨CFD方法应用于发动机舱散热问题研究的可行性。David.P等通过添加挡板改变气流通道,加大通过散热器的低温冷却空气份额,有效地改善发动机舱内的散热情况。Kim.K.B等利用Flowmaster软件对汽车发动机冷却系统在不同控制策略下的性能进行研究。

动力电池热管理技术:空气冷却散热系统研究现状

直接研究电动汽车动力舱被动式进风散热的文献较少,但研究传统发动机舱散热的文献却比较多。电动汽车动力舱与传统发动机舱热流场特性研究的方法存在许多相似的地方,本文查阅大量研究传统发动机舱散热的文献,发现传统发动机舱热流场特性研究,正从原先的实验分析为主,发展到目前以仿真计算为主,辅助加以实验验证的新格局。比较具有代表性的研究还包括:

Anders J在SUV XC90的开发过程中,针对该车在设计过程中遇到的热管理问题,使用FLUENT软件对发动机舱内外流场进行数值仿真研究。

Weidmann.E.P等对多种设计形式下发动机舱内的空气流动和温度分布进行分析研究。

Fortunato.F等探讨CFD方法应用于发动机舱散热问题研究的可行性。

David.P等通过添加挡板改变气流通道,加大通过散热器的低温冷却空气份额,有效地改善发动机舱内的散热情况。

Kim.K.B等利用Flowmaster软件对汽车发动机冷却系统在不同控制策略下的性能进行研究。

赵新明通过可视化的方法对发动机舱内温度在不同工况下的变化规律进行研究。

齐斌等利用NEDC驾驶循环模拟整车冷却系统散热性能。

袁侠义等建立汽车发动机舱的三维数值模型,并对其进行流场和温度场的分析。(www.xing528.com)

电动汽车动力舱被动式进风散热性能的优劣将直接影响到舱内电池组的温度场分布(电池组一般布置在动力舱、行李箱或者车身底部),进而影响电池正常工作。近些年来,随着数值计算方法的改进和计算机性能的提高,CFD(Compu-tational Fluid Dynamics)技术得到了飞速的发展,采用CFD方法研究电动汽车动力舱热流场特性成为可能。电动汽车动力舱热流场特性研究,正从原先的实验分析为主,发展到目前以仿真计算为主,辅助加以实验验证的新格局。

在主动空气冷却方面,研究人员就如何进行高效风冷、明确影响散热效果的因素展开了研究,Ahmed.A.P与Takaki.A等人研究电池组不同流场对电池模块温度的影响时,设计了串行与并行等不同送风方式(图1.6)。串行送风下,流体依次通过各个电池体,在流动过程中逐渐升温,故靠近进风口处的电池比出风口处散热好,致使两侧电池的温度有较大的差异;并行送风则采用楔形进出口使空气一起流过各电池体,缩小了不同电池体间的温度差异。

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图1.6 主动冷却送风方式示意图

Mahamud.R等设计了一种通过控制翻板阀门开闭控制冷却气体流向的往复式电池包散热结构;研究表明,通过往电池包内往复式通入空气,不仅能降低电池包内最高温度,而且能够极大地提高电池包内电池的温度均匀性。

Fan.H等通过风洞实验与仿真结合的方式,研究了不同进口风速、电池不同排列间距、不同充放电流情况下电池组温度的变化及不同工况下的电压降,为设计合理的电池模块提供参考。梁昌杰对电池包内电池模块不同排列下的风冷进行了研究,并在此基础上研究分析了在电池组内部加装不同形状扰流板时的温度场;研究结果显示,通过添加各扰流板能有效提高其散热效果(图1.7)。

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图1.7 进风口散热效果示意图

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