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本文分別分析冷卻液質(zhì)量流量和入口溫度2 個變量對電池組溫度場的影響。首先，設(shè)定冷卻液入口溫度為20 ℃，改變冷卻液質(zhì)量流量為0.25、0.30、0.35、0.40、0.45 kg/s 進行仿真模擬，仿真結(jié)果如圖8 所示。 從圖8 可以看出，電池組最高溫度θmax 隨冷卻液質(zhì)量增加而降低，但隨著冷卻液質(zhì)量流量增加，下降幅度逐漸減小。

課程圍繞電池熱管理基本知識、儲能液冷和風冷熱管理設(shè)計方法、電池包幾何前處理、電池包網(wǎng)格劃分、仿真求解和熱管理仿真分析等方向展開講解，分為12大章節(jié)45講，一共77個技術(shù)點帶你全方位掌握新能源電池儲能熱管理仿真和結(jié)構(gòu)設(shè)計～課程限時福利購課鏈接：Starccm儲能風冷/液冷系統(tǒng)熱管理設(shè)計策略與仿真-十二大專題電池儲能熱管理設(shè)計仿真入門進階45講 自咨詢之日起，3天內(nèi)購買課程

將電池模組布置在液冷板的上方，電池所產(chǎn)生的熱量通過熱傳導(dǎo)的方式傳遞到冷板上，再通過冷卻液與冷板之間的對流換熱將熱量帶走，從而間接的實現(xiàn)對電池模組的冷卻。本文在設(shè)置仿真初始條件時，將電池組、液冷板、空氣的初始溫度設(shè)置為20℃,冷卻液為水，冷板的材料為鋁。冷卻液入口設(shè)置為速度入口，冷卻液入口速度為1m/s,入口溫度為20℃,出口則設(shè)置為壓力出口。

表1.電池、冷卻劑和材料的熱物理特性。 圖2.仿真電池組的幾何模型，(a)矩形流形結(jié)構(gòu)，(b)錐形流形結(jié)構(gòu)。 圖3.具有四個通道的錐型通道示意圖。

02 成果掠影 近期，伊拉姆大學機械工程系 Sajjad Ahangar Zonouzi老師團隊采用組合冷卻方法進行鋰離子電池的熱管理。這種冷卻方法是通過纏繞在電池上的半螺旋管進行流動沸騰冷卻和通過電池中的氣流進行空氣冷卻的冷卻方法相結(jié)合的。使用控制體積技術(shù)進行數(shù)值模擬，用于模擬流動沸騰區(qū)域的模型是歐拉-歐拉多相模型。

3.3放電冷卻性能仿真 設(shè)定放電冷卻過程仿真分析邊界和初始條件：環(huán)境溫度40℃，冷卻液流量12L/min，進水溫度15℃，放電倍率1C，發(fā)熱功率1407W。仿真結(jié)果如圖6所示。整個放電過程電池最高溫度42℃，放電結(jié)束時，上極柱最高溫度為34℃，下極柱最低溫度為25℃，溫差9℃。

電池最高溫度45℃，出現(xiàn)在前箱總負極柱點，電池單體間溫差14℃，電池均勻性差，不能滿足性能要求。 3.3.4充電狀態(tài)下冷卻方式對比 車輛以兩種冷卻方式進行快速充電考察電池箱內(nèi)電池溫度變化。通過測試數(shù)據(jù)，兩種冷卻方式下電池的最高溫度和溫度對比如圖8。自然冷卻方式電池最高溫度比強制冷卻高2℃，溫差比強制冷卻低1℃。

推薦閱讀深度解讀：GB 29743.2-2025《機動車冷卻液 第2部分：電動汽車冷卻液》原子力顯微鏡（AFM）在電池電極層的表征應(yīng)用利用DSC/TGA精準評估正極材料熱穩(wěn)定性，筑牢動力電池安全防線

常見的BTMS現(xiàn)在分為主動冷卻系統(tǒng)和被動冷卻系統(tǒng)。在主動冷卻過程中，電池模組的熱量通過空氣或液體排出。而通過相變材料(PCM)冷卻是被動冷卻。PCM優(yōu)于空氣和液體熱管理系統(tǒng)，因為它不需要風扇、泵和連接等電氣機械設(shè)備。 為了提高鋰離子電池的安全性，了解它們在高溫下的行為至關(guān)重要。

摘 要：為提高整車熱管理系統(tǒng)的仿真效率和精度，文章以某電驅(qū)冷卻系統(tǒng)為例，采用一維及三維聯(lián)合仿真的方式，利用三維仿真獲取空氣側(cè)支路的各項性能參數(shù)，后導(dǎo)入一維軟件中進行計算，評估電驅(qū)冷卻支路所需的最低流量。最終確定在使用現(xiàn)有風扇和散熱器的情況下，電驅(qū)路流量至少需達到16 L/min才能滿足冷卻系統(tǒng)≤100℃的要求。

進入冷卻子系統(tǒng)設(shè)計階段，進一步結(jié)合熱場與流場仿真，精確調(diào)整冷卻通道設(shè)計、選定冷卻介質(zhì)、設(shè)定入口溫度與流量，并優(yōu)化風扇或泵的參數(shù)，以確保電池組在最佳溫度條件下運行。利用熱流體仿真工具，Pack熱管理設(shè)計與部分測試工作可高效地在電腦上完成，大幅節(jié)省設(shè)計、制造與測試成本。以下給予案例中的方式，跟大家介紹一下動力電池熱管理仿真分析的基本流程與技巧。

3.3放電冷卻性能仿真 設(shè)定放電冷卻過程仿真分析邊界和初始條件：環(huán)境溫度40℃，冷卻液流量12L/min，進水溫度15℃，放電倍率1C，發(fā)熱功率1407W。仿真結(jié)果如圖6所示。整個放電過程電池最高溫度42℃，放電結(jié)束時，上極柱最高溫度為34℃，下極柱最低溫度為25℃，溫差9℃。

常見的BTMS現(xiàn)在分為主動冷卻系統(tǒng)和被動冷卻系統(tǒng)。在主動冷卻過程中，電池模組的熱量通過空氣或液體排出。而通過相變材料(PCM)冷卻是被動冷卻。PCM優(yōu)于空氣和液體熱管理系統(tǒng)，因為它不需要風扇、泵和連接等電氣機械設(shè)備。 為了提高鋰離子電池的安全性，了解它們在高溫下的行為至關(guān)重要。

冷卻策略的設(shè)計流程，首先將初步設(shè)計的冷卻策略輸入到CFD仿真模型中， 經(jīng)過數(shù)值計算可以獲得整個熱場和流場隨時間變化的曲線；接著從仿真結(jié)果中提取出電池的最大溫升、電池間的最大溫差和能耗等數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)與設(shè)計目標進行比較，如果滿足設(shè)計目標，則進行測試驗證，如果不滿足，則需要根據(jù)仿真結(jié)果調(diào)整冷卻策略，然后將新的冷卻策略輸入到CFD模型中去，直至測試驗證滿足設(shè)計要求。

梯形布置方式下溫度場溫差更小，由于出口流速限制，箱內(nèi)冷卻風流速慢，雖然溫度一致性更好，但是梯形排列下箱內(nèi)整體散熱能力較為一般，就算加大風速也會得不償失。X形排布方案與其他兩種布置方式相比，電池箱內(nèi)的對流換熱能力更好，但單體電池最大溫差較大，不容易保持一致性，如果將最后2個電池的溫度進行優(yōu)化，可以達到冷卻的最好效果。綜上，X形排布方案冷卻效果更為優(yōu)秀。

02 成果掠影近期，吉林大學江彥老師團隊開發(fā)了一種高效的電池熱管理系統(tǒng)，可以控制電池模塊的溫度，從而提高整體性能。該研究針對由12節(jié)方形LiFePO4電池組成的電池模塊設(shè)計了不同類型的液冷熱管理系統(tǒng)。以計算流體動力學模擬為主要研究工具，提出了從傳熱和流動阻力兩個方面評價冷板性能的參數(shù)，以及冷卻面、入口數(shù)量和冷卻液方向?qū)ζ?em>冷卻效果進行了研究。

這有助于將電池保持在最佳工作溫度范圍內(nèi)；在鋰電池中，即使在快速充電等極端條件下，電池溫度也不應(yīng)超過 40 攝氏度。同時，所有電池的溫度分布必須盡可能均勻，這就是流通板的用武之地。這種新設(shè)計可根據(jù)需求控制冷卻劑流量，特別是對于電池單元和冷卻劑之間的微小溫差，較慢的流速可以改善傳熱。馬勒表示，其仿生電池冷卻板的工作效率非常高，溫度范圍可以降低 50%，峰值溫度也可以顯著降低。

目前，大多數(shù)關(guān)于電池冷卻設(shè)計和優(yōu)化的研究工作都集中在圓柱形和棱柱形電池上。最近，袋形電池因其比圓柱形電池更高的能量密度而受到關(guān)注。目前，已經(jīng)提出了各種用于冷卻鋰離子電池的熱管理系統(tǒng)：空氣冷卻、間接液體冷卻、直接液體或浸沒冷卻、使用相變材料、熱管以及涉及兩種或多種這些方法組合的混合方法進行被動冷卻。然而，就電動汽車的商業(yè)應(yīng)用而言，只有風冷和液冷已大規(guī)模實施，其他還處于研究階段。