差别流道构造的液冷单位对电池模组散热职能的影响卓殊大，一个构造安排精良的液冷单位可能明明擢升电池模组的散热均温职能。本文提出一种核心展转式液冷板构造，从流道冲压构造安排、加强传热构造等角度探究液冷体系散热、均温、能耗职能的影响次序，为电池热照料体系供应参考。

　　液冷板冲压构造安排本文以某电池模组的液冷单位为磋商对象，液冷单位重要由液冷板、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模范安排尺寸，每4个电池单体构成一个模组，然后采用1并4串的结合式样。

　　液冷板冲压构造如图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构造。为了餍足散热平均性的哀求，下冷板采用核心展转式对称构造安排，一共有9个流道，遵照散热哀求可安排为差别的宽度和深度。-公家号-新能源电池包身手-液冷板资料采用3003铝合金，铝板厚度为1.5mm，采用冲压工艺一次性成形，适合于多量量分娩。

　　液冷板构造参数安排液冷板流道的截面构造示希图如图3所示，液冷板一共安排有9个流道，从左往右的宽度W挨次为W1、W2、W3、W4、W5、W4、W3、W2、W1，流道安置为掌握对称，核心流道宽度为W5。此中，D为流道深度。

　　为了解析流道的冲压构造参数对冷却职能的影响，共安排了5种截面的流道，区别用C1～C5外现，如外1所示。此中，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，从核心流道往两侧，流道宽度递增。以C1流道为磋商对象，流道深度安排参数如外2所示。此中，D1～D4为差别流道深度。

　　流道加强传热构造安排针对流道深度为3.0mm的C1流道增加传热构造，如图4所示。此中A0为进水口，A1为出水口。T1为十足增加加强传热构造，T2～T5为局限增加加强传热构造，总共加强传热构造均采用冲压成形工艺加工而成。

　　正在仿真解析前，起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，于是，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，其可动作畛域热输入条款。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，-公家号-新能源电池包身手-是以，单个模组的发烧功率确定为108W。

　　其次，为了便于解析，对电池模组作以下假设:(1)电池模组正在充放电流程中爆发的热量十足通过导热垫转达给冷却液带走，即电池模组其余局限与外界的接触面为绝热形态;(2)因为电池模组通过导热垫将热量转达给液冷体系，基于前述假设，可将电池模组热源畛域简化为导热垫外观的热流畛域，即CFD数值求解解析中，不商量电池模组，该简化可能减省巨额揣度资源。

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

　　液冷体系的导热垫资料为有机硅胶复合资料，液冷板为铝合金资料，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，液冷体系的物性参数如外4所示。

　　CFD数值揣度收敛性与确切性判定电池模组及冷却体系的物理模子对照繁杂，于是，正在CFD数值揣度解析流程中，要商量模子简化是否合理、网格质料是否餍足CFD流固热耦合数值揣度结果确切性哀求。本文涉及到众个差别模子工况的揣度，最终流体网格揣度数目为186.67万，固体域网格揣度数目为99.03万。流体区域的畛域层为3层，每层的厚度跟着流量正在0.15～0.30mm之间改观。固体域的揣度步数为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，总共算例的残差均把持正在10－6以内。本文中总共算例的流固交壤面换热功率、出口水温温升与一维揣度结果的比较如图5所示，-公家号-新能源电池包身手-可能出现，总共算例的偏差均卓殊小，均正在2.2‰之内，故以为上述网格划分和迭代可能保障本文中CFD数值揣度的收敛性和确切性。

　　图6为差别核心流道宽度下导热垫外观均匀温度和最大温差的改观弧线的增众，导热垫外观的均匀温度正在震撼中上升，最大温差先降后升，且呈线)时，导热垫外观均匀温度为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，导热垫外观均匀温度比拟C1流道时低落了1.0%，最大温差低落了3.5%。跟着核心流道宽度的减小，液冷体系的散热均温职能越来越好，但核心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明明。

　　差别冷却流道宽度卑鄙阻ΔP、传热系数h、热阻R的改观弧线所示，跟着核心流道宽度W5的递增，流阻ΔP与传热系数h的改观弧线基础相仿，正在震撼中低浸，而热阻R呈上升趋向。可能看出，核心流道宽度越大，流阻ΔP越小，相应的能耗就越低。

　　图8为差别核心流道宽度下导热垫外观与流固交壤面的温度散布云图。当流道类型为C5(W5=22mm)时，高温区域纠合正在液冷体系的两侧;当流道类型为C2(W5=7mm)时，流道的核心流道窄、两侧流道宽，两侧的高温明明低落，体系的散热均温职能明明擢升;W5为6mm时，液冷板的最大温差较高，均温职能很差。这是由于:跟着核心流道宽度的进一步减小，核心区域温度升高，反而恶化了液冷板的均温职能。

　　流道深度的影响解析图9为差别流道深度下导热垫外观温度的改观弧线。跟着流道深度D的增众，均匀温度、最大温差均陆续增众。当液冷板流道深度D从2mm增众至5mm时，导热垫外观均匀温度由35.2℃擢升至39.0℃，升高了10.8%，最大温差由6.65℃擢升至9.90℃，升高了48.9%。可能看出，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为差别流道深度卑鄙阻ΔP、传热系数h、热阻R的改观弧线。跟着流道深度D的增众，体系流阻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时的液冷体系流阻升高了3.4倍，传热系数擢升了92%，热阻低落了32%。散热职能擢升的同时，液冷体系的能耗也大幅增众。

　　加强传热构造的影响解析图11为不增加加强构造的安排计划(C1)与5种增加加强传热构造的安排计划(T1～T5)的导热垫外观温度比较。与C1流道类型比拟，T1加强传热构造安排下的导热垫外观均匀温度低浸了3.8%，最大温差低浸15.1%。T2～T4加强传热构造安排下的液冷体系均匀温度改观不明明，最大温差却有差别水平的低落。可能得出，增加加强传热构造可能改观液冷体系的散热职能。-公家号-新能源电池包身手-由流体力学外面可知，正在冷却流道内安排加强传热构造，使冷却介质由层流调动为紊流，从而更正了冷却液介质的活动形态，改观液冷体系的散热均温职能。

　　增加加强传热构造对液冷体系流阻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加强传热构造的流道流阻ΔP、传热系数h均有肯定的增众，热阻R均有肯定的减小。此中，T1加强传热构造安排的流阻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可能看出，T1为全部增加加强传热构造，T2～T4正在T1的根基上去掉局限加强传热构造。-公家号-新能源电池包身手-T4比拟T1省略了46%的加强传热构造，此时导热资料外观的均匀温度升高了4.8%，最大温差升高了2.4%，而流阻低落了8.5%。跟着加强传热构造的省略，体系的散热均温职能会变差一点，但流阻的低落幅度更高。比拟T1全部区域增加加强传热构造，局限区域增加加强传热构造可能擢升体系的散热职能、低落能耗、低落工艺难度，正在现实工程中是更为合理的遴选。

　　(1)遵照电池模组散热哀求，安排了一种核心展转式液冷板冲压构造的液冷单位，对流道的冲压构造参数和加强传热构造举办了解析。

　　(2)研讨了差别流道构造的液冷单位对电池模组散热职能的影响，跟着核心流道宽度W5的减小，电池模组的散热均温职能越来越好，但核心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职能的擢升，可是流道深渡过小，不但会增众修筑工艺难度，还会惹起体系能耗的大幅增众。

　　(3)增加加强传热构造可能改观电池模组的散热均温职能，使其均匀温度低落了3.8%，最大温差低浸15.1%。比拟全部区域增加加强传热构造，局限区域增加加强传热构造可能省略流阻、低落能耗，而不惹起体系的散热均温职能的明显改观。

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