混合動力電池組冷卻分析與優化過程

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(通常為內燃機、電動機和電池)，通過先進的控制系統使動力裝置和儲能裝置有機協調工作，實現動力系統最佳的能量分配，達到整車低能耗、低排放和高性能。混合動力汽車有以下優點：發動機在最佳經濟區運行，從而降低發動機排放和油耗;在城市區域內行駛，可用純電動驅動，實現零排放;可配備較小排量的發動機;能實現再生制動，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，并優化管道外形。在優化管道外形之后，再建立完整電池固體區域，用以計算電池表面最高溫度，并進行后續優化方案分析。

　　二、分析及優化過程

　　電池冷卻系統由進風管道、電池箱體、出風管道、DCDC和電池區域組成，如圖1所示。該系統通過風扇引風，使空氣從進口處流經電池區域，流入電池箱體內部，從而實現對電池的冷卻。

　　利用STAR-CCM+對該系統進行包面處理，并生成多面體網格，圖2中的藍色部分即為使用STAR-CCM+生成的氣體區域網格，黃色部分為全六面體網格，表示電池區域，三個區域通過電池區域上下表面總共4個分界面(Interface)相連。由于首先考慮風道合理性，因此電池區域未詳細表達，只通過多孔介質體熱源的方式來描述。經過計算，發現下部電池區域中出現局部高溫區，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，出現局部高溫區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(通常為內燃機、電動機和電池)，通過先進的控制系統使動力裝置和儲能裝置有機協調工作，實現動力系統最佳的能量分配，達到整車低能耗、低排放和高性能。混合動力汽車有以下優點：發動機在最佳經濟區運行，從而降低發動機排放和油耗;在城市區域內行駛，可用純電動驅動，實現零排放;可配備較小排量的發動機;能實現再生制動，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，并優化管道外形。在優化管道外形之后，再建立完整電池固體區域，用以計算電池表面最高溫度，并進行后續優化方案分析。

　　二、分析及優化過程

　　電池冷卻系統由進風管道、電池箱體、出風管道、DCDC和電池區域組成，如圖1所示。該系統通過風扇引風，使空氣從進口處流經電池區域，流入電池箱體內部，從而實現對電池的冷卻。

　　

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