Flotherm在电池模组热仿真分析中的应用实例

电池模组是由多个电芯在综合考虑电池本体机械特性、热特性和安全特性，通过串联或并联而成的模组化结构，其中最广泛的一个应用就是新能源动力电池包。影响电池模组的一个最大因素就是温度，化学电池只有在一定温度范围内工作，才能保证其性能和寿命，而电池模组在充、放电的时候也会产生热量，从而影响被供电部件的正常工作。因此，针对电池组的热仿真分析是其优化设计的重中之重。我司通过业界认可度最高的热设计软件Flotherm对电池模组进行热仿真分析，为客户的产品保驾护航！

分析采用的假设： 

1.进风口为两个AD1212HB-F91GP(FCU)风扇，出风品为两个AD0912XB-F93DS风扇；

2.AD1212HB-F91GP(FCU)风扇最大流量为199.73CFM,最大静压为0.625inH2O, AD0912XB-F93DS风扇最大流量为135CFM,最大静压为0.74inH2O ；

3.电池模组工组环境温度为海平面42度状况下；

4.分析采用瞬态，分析周期为30分钟，单个电芯发热功率假设为0.25W；

5.电池的导热率假设为 6.8W/m-K,其他部件根据材料实际参数设置；

6.模型中对于仿真影响较小的部件或特征进行了简化或省略；

7.分析软件采用Flotherm 9.1.

侧视：

前视：                                                   后视：

三维视角：

（进风口－AD1212HB-F91GP(FCU)风扇）

电池模组表面温度分布云图 （正向）：

电池模组表面温度分布云图 （反向）

（根据电池模组温度云图可以看出，电池表面最高温度为72.9度，发生在靠近出风口底面处）

电池模组表面温度分布云图 （5分钟-10分钟）

电池模组表面温度分布云图 （15分钟-20分钟）

电池模组表面温度分布云图(25分钟-30分钟)

电池模组时间温度关系曲线

电池模组截面速度分布云图(X轴)

通过截面速度云图可以看出：

（1） 风流主要通过三个主流道流动，由于受到系统阻抗的影响，通过电池缝隙的风流相对较少；

（2） 在风道的进风口和出风口由于受到风扇的推动和牵引，经过电池间的风流相对较多；

（3） 在模组的上下表面由于风阻较小，所以通过电池表面的风流相对中心位值的风流较多。

电池模组截面速度分布云图(Y轴)

通过截面速度云图可以看出：

（1） 在风道的进风口和出风口由于受到风扇的推动和牵引，经过电池间的风流相对较多；

（2） 模组在靠近主风道位置由于风阻较小，所以通过电池表面的风流相对中心位值的风流较多。

风扇工作点

通过风扇工作点可以看出，风扇工作在90CFM,0.4inH20上，所以系统风阻相对较小，这是因为三个主风流道的导流作用。

结论

1.根据电池模组温度云图可以看出，电池表面最高温度在30分钟的时候为72.3度，发生在靠近出风口底面处

2.分流过多的通过旁路干道，而从电池中间缝隙中流过的较少

3.由于风流分布不均匀以及风流流动过程中的加热影响，所以造成电池的温度分布不太均匀，温差较大

4.根据以上几点，建议做以下几点改善：