操作條件對汽車電池冷卻板優(yōu)化設(shè)計(jì)的影響

操作條件對汽車電池冷卻板優(yōu)化設(shè)計(jì)的影響

電動(dòng)汽車電池的溫度控制對其有效操作、最大使用壽命以及安全性至關(guān)重要。高溫條件下的操作，通過增加腐蝕反應(yīng)速度會(huì)導(dǎo)致電池退化；低溫條件下的操作，通過抑制電化學(xué)反應(yīng)會(huì)降低功率輸出。電動(dòng)汽車是一個(gè)封閉的系統(tǒng)，操作時(shí)一個(gè)熱管理系統(tǒng)所需的全部電量會(huì)直接降低用于車輛其它主功能的電量，因此要求熱管理系統(tǒng)耗電量盡可能低。電池產(chǎn)生的熱量隨之進(jìn)入冷卻板，熱量進(jìn)入冷卻板的速率由電池產(chǎn)生熱量的速率決定。

本文制定了一個(gè)有效的冷卻板設(shè)計(jì)方案，并考慮每個(gè)邊界條件的靈敏度。在實(shí)際操作中，冷卻板所處的一系列操作環(huán)境取決于電池、環(huán)境以及駕駛行為。一個(gè)有效冷卻板的設(shè)計(jì)方案需要對每個(gè)邊界條件的靈敏度進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，操作條件應(yīng)具有一定的代表性，因此需設(shè)計(jì)具有復(fù)雜性的多個(gè)操作條件。

研究3個(gè)重要的性能指標(biāo)（溫度均勻性、平均溫度以及壓降）對冷卻板優(yōu)化設(shè)計(jì)的影響。通過研究發(fā)現(xiàn)，溫度均勻性對操作條件的影響最敏感，特別是操作條件中輸入熱流的分布以及冷卻劑的流量；平均溫度的優(yōu)化僅對熱流分布的影響最為敏感；壓降優(yōu)化的目的是測試邊界條件的敏感性。另一個(gè)重點(diǎn)是研究電池產(chǎn)生熱量的分布：雖然通過使用一個(gè)精確分布的優(yōu)化設(shè)計(jì)假設(shè)電池產(chǎn)生的熱量呈均勻分布是非常簡單的，但是這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)冷卻板的性能可以顯著提高。

刊名：Journal of Power Sources（英）

刊期：2014年第245期

作者：Anthony Jarrett et al

編譯：尹秋