BMS电路板多模块协同热-力耦合建模及仿真分析

何莉萍; 原江鑫; 李耀东

doi:10.16339/j.cnki.hdxbzkb.2024184

湖南大学学报（自然科学版） ›› 2024, Vol. 51 ›› Issue (8) : 135 -144. DOI: 10.16339/j.cnki.hdxbzkb.2024184

BMS电路板多模块协同热-力耦合建模及仿真分析

何莉萍, 原江鑫, 李耀东

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摘要

针对现有电动汽车电池管理系统（BMS）电路板研究仅仅考虑单一功能模块的温度场及其散热效果，缺乏考虑BMS多个功能模块在温度场和力场下的相互影响及协同效应的研究的情况，以某商用BMS电路板为研究对象，采用ANSYS构建了表征BMS多模块协同作用下的热-力耦合数值仿真分析模型并验证了其有效性.在此基础上，针对BMS电路板各功能模块温度场及热变形行为开展了数值仿真研究.结果表明：BMS电路板温度分布不均，最大温差达20.5℃.均衡模块存在积热，温度高达54.4℃.高温导致电路板组件发生热膨胀变形，同时电路板约束诱发均衡模块及供电模块边缘的贴片电阻出现热应力集中，两者共同作用致使BMS均衡模块、供电模块产生凸起翘曲变形，且Z轴热变形量随着温度升高而增大，最大变形量达9.5μm，应针对BMS电路板上积热模块开展散热优化设计.