基于液冷的特种车辆电池流道结构优化设计

摘要

特种车辆在复杂工况下的运行过程中，电池过热问题是制约其性能与安全性的关键因素之一。基于动静脉毛细血管具有营养物质输送能力的启发，设计了一种新型血管仿生流道结构，利用计算流体力学数值计算方法对电池模组进行瞬态模拟，并借助试验平台对仿真模型进行初步验证，实现不同结构方案的对比分析，深入探究液冷板散热效果及压力损失与结构参数、冷却介质、放电倍率和环境温度之间的关联特性，并基于正交试验实现液冷板结构优化设计。结果表明：新型流道相较于平行流道结构，其散热性能得到有效提升，压力损失降低40.7%;冷却介质的物性参数直接影响着其散热性能和压力损失，质量流量入口流速增加可提升冷板散热效果，在流速30 L/min后随着持续增加改善效果受限；在38℃至70℃工作环境温度下，电池模组最高温度在45℃左右，表面温差小于2℃,均处于合理范围内。本研究有助于推动不同环境下特种车辆电池热管理技术的应用，为提高电池包温度均匀性和冷却速率、降低能耗的研究提供数据支撑。

关键词

电池热管理 / 散热效果 / 压力损失 / 流道结构 / 正交试验设计