元王仿真云精选案例丨动力电池包风道散热性能评估与设计优化
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2020-07-10 14:25:14
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很多电动汽车的动力电池采用三元锂电池，这种电池以钴酸锂，锰酸锂或者镍酸锂等化合物为正极，以可嵌入锂离子的碳材料为负极使用有机电解质。动力电池主要依靠锂离子在正极与负极之间的往返嵌入和脱嵌来工作，实现能量的存储和释放，也就是充电和放电过程。
充放电过程中，电池包会释放大量热，如果不能及时有效地将热量排出，过温的电池可靠性会大大降低，寿命也会受影响，甚至可能出现热失控，发生安全事故。
那么如何判断电池包散热性能是否合格呢？以下元王真实案例指导热仿真评估及优化设计！
热仿真工况：环境温度35℃，1.5C充电3600s，单颗电池功耗约1.46W。散热方式是通过风扇配合蒸发器来实现。
首先针对客户原始风道结构进行首轮仿真。原始风道电芯温度云图，电芯最高温度达到83.3℃，已严重超标。
结合原始风道速度矢量图，我们发现，原始风道存在下面几个结构缺陷：
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主风道气流被挡住导致局部回流现象；
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导流片过渡斜角太大，导致局部回流现象；
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部分支风道的出风口气流不经过电池，直接回流到管道，出现短路现象。
针对首轮仿真发现的结构缺陷，我们制定了相应的改善措施：
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主风道气流被挡住，建议开局部阵列孔；
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减小导流片的过渡斜角；
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堵住出现气体短路的支风道；
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将蒸发器出口温度从25℃降低到15℃。
最后通过仿真验证优化后风道结构的散热性能，电芯的最高温度从之前83.3℃降到现在40.8℃，完全符合温度45℃规格要求。
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