混合動力電池組冷卻分析與優(yōu)化過程

一、前言

　　混合動力汽車是指在一輛汽車中同時采用兩種動力裝置及儲能裝置(通常為內(nèi)燃機、電動機和電池)，通過先進的控制系統(tǒng)使動力裝置和儲能裝置有機協(xié)調(diào)工作，實現(xiàn)動力系統(tǒng)最佳的能量分配，達到整車低能耗、低排放和高性能。混合動力汽車有以下優(yōu)點：發(fā)動機在最佳經(jīng)濟區(qū)運行，從而降低發(fā)動機排放和油耗;在城市區(qū)域內(nèi)行駛，可用純電動驅(qū)動，實現(xiàn)零排放;可配備較小排量的發(fā)動機;能實現(xiàn)再生制動，進一步降低汽車的油耗和排放。

　　油電混合動力汽車的電池組部分散熱問題危及到電池的工作環(huán)境和使用壽命，直接關系到用戶的使用感受和滿意程度，因此在電池箱開發(fā)過程中，電池方案除了考慮空間布置以外，更需要著重考慮電池散熱的需要。

　　本文利用STAR-CCM+軟件對長安汽車某款在研重度混合動力汽車的電池箱體進行建模計算，通過流場和溫度場的計算，找出散熱通風管道的不合理性，并優(yōu)化管道外形。在優(yōu)化管道外形之后，再建立完整電池固體區(qū)域，用以計算電池表面最高溫度，并進行后續(xù)優(yōu)化方案分析。

　　二、分析及優(yōu)化過程

　　電池冷卻系統(tǒng)由進風管道、電池箱體、出風管道、DCDC和電池區(qū)域組成，如圖1所示。該系統(tǒng)通過風扇引風，使空氣從進口處流經(jīng)電池區(qū)域，流入電池箱體內(nèi)部，從而實現(xiàn)對電池的冷卻。

　　利用STAR-CCM+對該系統(tǒng)進行包面處理，并生成多面體網(wǎng)格，圖2中的藍色部分即為使用STAR-CCM+生成的氣體區(qū)域網(wǎng)格，黃色部分為全六面體網(wǎng)格，表示電池區(qū)域，三個區(qū)域通過電池區(qū)域上下表面總共4個分界面(Interface)相連。由于首先考慮風道合理性，因此電池區(qū)域未詳細表達，只通過多孔介質(zhì)體熱源的方式來描述。經(jīng)過計算，發(fā)現(xiàn)下部電池區(qū)域中出現(xiàn)局部高溫區(qū)，如圖3所示，說明氣流均勻性在該處較差，通過如圖4所示的該截面速度分布圖可以看出，出現(xiàn)局部高溫區(qū)的位置氣流其流速明顯低于周圍。

一、前言

　　混合動力汽車是指在一輛汽車中同時采用兩種動力裝置及儲能裝置(通常為內(nèi)燃機、電動機和電池)，通過先進的控制系統(tǒng)使動力裝置和儲能裝置有機協(xié)調(diào)工作，實現(xiàn)動力系統(tǒng)最佳的能量分配，達到整車低能耗、低排放和高性能。混合動力汽車有以下優(yōu)點：發(fā)動機在最佳經(jīng)濟區(qū)運行，從而降低發(fā)動機排放和油耗;在城市區(qū)域內(nèi)行駛，可用純電動驅(qū)動，實現(xiàn)零排放;可配備較小排量的發(fā)動機;能實現(xiàn)再生制動，進一步降低汽車的油耗和排放。

　　油電混合動力汽車的電池組部分散熱問題危及到電池的工作環(huán)境和使用壽命，直接關系到用戶的使用感受和滿意程度，因此在電池箱開發(fā)過程中，電池方案除了考慮空間布置以外，更需要著重考慮電池散熱的需要。

　　本文利用STAR-CCM+軟件對長安汽車某款在研重度混合動力汽車的電池箱體進行建模計算，通過流場和溫度場的計算，找出散熱通風管道的不合理性，并優(yōu)化管道外形。在優(yōu)化管道外形之后，再建立完整電池固體區(qū)域，用以計算電池表面最高溫度，并進行后續(xù)優(yōu)化方案分析。

　　二、分析及優(yōu)化過程

　　電池冷卻系統(tǒng)由進風管道、電池箱體、出風管道、DCDC和電池區(qū)域組成，如圖1所示。該系統(tǒng)通過風扇引風，使空氣從進口處流經(jīng)電池區(qū)域，流入電池箱體內(nèi)部，從而實現(xiàn)對電池的冷卻。

　　

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