元王仿真云精選案例丨動力電池包風道散熱性能評估與設(shè)計優(yōu)化
很多電動汽車的動力電池采用三元鋰電池，這種電池以鈷酸鋰，錳酸鋰或者鎳酸鋰等化合物為正極，以可嵌入鋰離子的碳材料為負極使用有機電解質(zhì)。動力電池主要依靠鋰離子在正極與負極之間的往返嵌入和脫嵌來工作，實現(xiàn)能量的存儲和釋放，也就是充電和放電過程。
充放電過程中，電池包會釋放大量熱，如果不能及時有效地將熱量排出，過溫的電池可靠性會大大降低，壽命也會受影響，甚至可能出現(xiàn)熱失控，發(fā)生安全事故。
那么如何判斷電池包散熱性能是否合格呢？以下元王真實案例指導(dǎo)熱仿真評估及優(yōu)化設(shè)計！
熱仿真工況：環(huán)境溫度35℃，1.5C充電3600s，單顆電池功耗約1.46W。散熱方式是通過風扇配合蒸發(fā)器來實現(xiàn)。
首先針對客戶原始風道結(jié)構(gòu)進行首輪仿真。原始風道電芯溫度云圖，電芯最高溫度達到83.3℃，已嚴重超標。
結(jié)合原始風道速度矢量圖，我們發(fā)現(xiàn)，原始風道存在下面幾個結(jié)構(gòu)缺陷：
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主風道氣流被擋住導(dǎo)致局部回流現(xiàn)象；
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導(dǎo)流片過渡斜角太大，導(dǎo)致局部回流現(xiàn)象；
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部分支風道的出風口氣流不經(jīng)過電池，直接回流到管道，出現(xiàn)短路現(xiàn)象。
針對首輪仿真發(fā)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)缺陷，我們制定了相應(yīng)的改善措施：
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主風道氣流被擋住，建議開局部陣列孔；
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減小導(dǎo)流片的過渡斜角；
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堵住出現(xiàn)氣體短路的支風道；
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將蒸發(fā)器出口溫度從25℃降低到15℃。
最后通過仿真驗證優(yōu)化后風道結(jié)構(gòu)的散熱性能，電芯的最高溫度從之前83.3℃降到現(xiàn)在40.8℃，完全符合溫度45℃規(guī)格要求。
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