分歧流道布局的液冷单位对电池模组散热本能的影响额外大，一个布局打算优越的液冷单位能够彰着提拔电池模组的散热均温本能。本文提出一种中央反转式液冷板布局，从流道冲压布局打算、加强传热布局等角度探究液冷编制散热、均温、能耗本能的影响法则，为电池热处分编制供应参考。

　　液冷板冲压布局打算本文以某电池模组的液冷单位为探求对象，液冷单位闭键由液冷板、导热垫、电池模组以及其他的辅助部件构成，如图1所示。电池模组采用VDA准绳打算尺寸，每4个电池单体构成一个模组，然后采用1并4串的连结格式。

　　液冷板冲压布局如图2所示，由上冷板和下冷板焊接构成，上冷板通过导热垫与电池模组底部直接贴合，下冷板为带有流道的冲压布局。为了餍足散热匀称性的央求，下冷板采用中央反转式对称布局打算，一共有9个流道，遵照散热央求可打算为分歧的宽度和深度。-群众号-新能源电池包手艺-液冷板原料采用3003铝合金，铝板厚度为1.5mm，采用冲压工艺一次性成形，适合于大宗量坐褥。

　　液冷板布局参数打算液冷板流道的截面布局示图谋如图3所示，液冷板一共打算有9个流道，从左往右的宽度W次第为W1、W2、W3、W4、W5、W4、W3、W2、W1，流道陈设为阁下对称，中央流道宽度为W5。个中，D为流道深度。

　　为了阐明流道的冲压布局参数对冷却本能的影响，共打算了5种截面的流道，折柳用C1～C5显示，如外1所示。个中，C1的各流道宽度均为22.0mm，其余4种流道宽度呈等差数列散布，从中央流道往两侧，流道宽度递增。以C1流道为探求对象，流道深度打算参数如外2所示。个中，D1～D4为分歧流道深度。

　　流道加强传热布局打算针对流道深度为3.0mm的C1流道增添传热布局，如图4所示。个中A0为进水口，A1为出水口。T1为完全增添加强传热布局，T2～T5为片面增添加强传热布局，一切加强传热布局均采用冲压成形工艺加工而成。

　　正在仿真阐明前，最初要确定单个电池模组的发烧功率，大凡情形下，电池放电时的发烧功率大于充电时的发烧功率，所以，只消测试电池正在1C放电倍率下的电池模组发烧功率即可，其可行动界线热输入条款。遵照试验测试结果，本文选用的电池模包正在1C放电倍率下测得的发烧功率为27W，-群众号-新能源电池包手艺-以是，单个模组的发烧功率确定为108W。

　　其次，为了便于阐明，对电池模组作以下假设:(1)电池模组正在充放电进程中爆发的热量完全通过导热垫传达给冷却液带走，即电池模组其余片面与外界的接触面为绝热状况;(2)因为电池模组通过导热垫将热量传达给液冷编制，基于前述假设，可将电池模组热源界线简化为导热垫皮相的热流界线，即CFD数值求解阐明中，不探讨电池模组，该简化能够节流大方盘算资源。

　　冷却液正在进水口处的温度为25℃，冷却液流量为1.25L·min－1。其他界线参数如导热垫规格及其热流密度等如外3所示。

　　液冷编制的导热垫原料为有机硅胶复合原料，液冷板为铝合金原料，冷却液为乙二醇水溶液，其体积配比为1∶1，动力粘度μ为0.00339Pa·s，液冷编制的物性参数如外4所示。

　　CFD数值盘算收敛性与正确性判决电池模组及冷却编制的物理模子较量丰富，所以，正在CFD数值盘算阐明进程中，要探讨模子简化是否合理、网格质地是否餍足CFD流固热耦合数值盘算结果正确性央求。本文涉及到众个分歧模子工况的盘算，最终流体网格盘算数目为186.67万，固体域网格盘算数目为99.03万。流体区域的界线层为3层，每层的厚度跟着流量正在0.15～0.30mm之间蜕变。固体域的盘算步数为2400步，流体区域的最大迭代步数为12000步。本文选用的湍流模子为k-ε模子，一切算例的残差均掌管正在10－6以内。本文中一切算例的流固交壤面换热功率、出口水温温升与一维盘算结果的对照如图5所示，-群众号-新能源电池包手艺-能够创造，一切算例的偏差均额外小，均正在2.2‰之内，故以为上述网格划分和迭代能够保障本文中CFD数值盘算的收敛性和正确性。

　　图6为分歧中央流道宽度下导热垫皮相均匀温度和最大温差的蜕变弧线的扩充，导热垫皮相的均匀温度正在动摇中上升，最大温差先降后升，且呈线)时，导热垫皮相均匀温度为36.95℃，最大温差为7.66℃，比W5为22mm(C1)时的均匀温度低落了2.5%，最大温差低落了7.7%。当W5为15mm(C4)时，导热垫皮相均匀温度比拟C1流道时低落了1.0%，最大温差低落了3.5%。跟着中央流道宽度的减小，液冷编制的散热均温本能越来越好，但中央流道宽度也非越小越好。比拟于均匀温度，减小流道间距对最大温差的低落更彰着。

　　分歧冷却流道宽度卑鄙阻ΔP、传热系数h、热阻R的蜕变弧线所示，跟着中央流道宽度W5的递增，流阻ΔP与传热系数h的蜕变弧线基础相仿，正在动摇中消重，而热阻R呈上升趋向。能够看出，中央流道宽度越大，流阻ΔP越小，相应的能耗就越低。

　　图8为分歧中央流道宽度下导热垫皮相与流固交壤面的温度散布云图。当流道类型为C5(W5=22mm)时，高温区域召集正在液冷编制的两侧;当流道类型为C2(W5=7mm)时，流道的中央流道窄、两侧流道宽，两侧的高温彰着低落，编制的散热均温本能彰着提拔;W5为6mm时，液冷板的最大温差较高，均温本能很差。这是由于:跟着中央流道宽度的进一步减小，中央区域温度升高，反而恶化了液冷板的均温本能。

　　流道深度的影响阐明图9为分歧流道深度下导热垫皮相温度的蜕变弧线。跟着流道深度D的扩充，均匀温度、最大温差均连接扩充。当液冷板流道深度D从2mm扩充至5mm时，导热垫皮相均匀温度由35.2℃提拔至39.0℃，升高了10.8%，最大温差由6.65℃提拔至9.90℃，升高了48.9%。能够看出，正在冷却液进口流量稳固的情形下，小流道深度意味着流道内的冷却液流速高，有利于散热。

　　图10为分歧流道深度卑鄙阻ΔP、传热系数h、热阻R的蜕变弧线。跟着流道深度D的扩充，编制流阻ΔP与传热系数h均逐渐低落，热阻R逐渐升高。与流道深度D=5mm比拟，D=2mm时的液冷编制流阻升高了3.4倍，传热系数提拔了92%，热阻低落了32%。散热本能提拔的同时，液冷编制的能耗也大幅扩充。

　　加强传热布局的影响阐明图11为不增添加强布局的打算计划(C1)与5种增添加强传热布局的打算计划(T1～T5)的导热垫皮相温度对照。与C1流道类型比拟，T1加强传热布局打算下的导热垫皮相均匀温度消重了3.8%，最大温差消重15.1%。T2～T4加强传热布局打算下的液冷编制均匀温度蜕变不彰着，最大温差却有分歧水准的低落。能够得出，增添加强传热布局能够革新液冷编制的散热本能。-群众号-新能源电池包手艺-由流体力学外面可知，正在冷却流道内打算加强传热布局，使冷却介质由层流改动为紊流，从而改换了冷却液介质的滚动状况，革新液冷编制的散热均温本能。

　　增添加强传热布局对液冷编制流阻ΔP、传热系数h和热阻R的影响如图12所示。比拟C1流道类型，T1～T5加强传热布局的流道流阻ΔP、传热系数h均有必然的扩充，热阻R均有必然的减小。个中，T1加强传热布局打算的流阻ΔP升高了11.5%，传热系数h上升了27.5%，热阻R减小了14.3%。由图4能够看出，T1为完全增添加强传热布局，T2～T4正在T1的根本上去掉片面加强传热布局。-群众号-新能源电池包手艺-T4比拟T1淘汰了46%的加强传热布局，此时导热原料皮相的均匀温度升高了4.8%，最大温差升高了2.4%，而流阻低落了8.5%。跟着加强传热布局的淘汰，编制的散热均温本能会变差一点，但流阻的低落幅度更高。比拟T1完全区域增添加强传热布局，片面区域增添加强传热布局能够提拔编制的散热本能、低落能耗、低落工艺难度，正在实践工程中是更为合理的采用。

　　(1)遵照电池模组散热央求，打算了一种中央反转式液冷板冲压布局的液冷单位，对流道的冲压布局参数和加强传热布局实行了阐明。

　　(2)研商了分歧流道布局的液冷单位对电池模组散热本能的影响，跟着中央流道宽度W5的减小，电池模组的散热均温本能越来越好，但中央流道宽度也不是越小越好。流道深度越小，越有利于电池模组散热均温本能的提拔，可是流道深渡过小，不光会扩充修制工艺难度，还会惹起编制能耗的大幅扩充。

　　(3)增添加强传热布局能够革新电池模组的散热均温本能，使其均匀温度低落了3.8%，最大温差消重15.1%。比拟完全区域增添加强传热布局，片面区域增添加强传热布局能够淘汰流阻、低落能耗，而不惹起编制的散热均温本能的明显蜕变。

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