摘  要：為提升電池液冷板冷卻性能同時(shí)降低其自身能耗，本文提出了兩種流道結(jié)構(gòu)的液冷板，以液冷板與被冷卻的單體電池為研究對(duì)象，借助數(shù)值模擬的方法對(duì)電池與液冷板系統(tǒng)進(jìn)行仿真計(jì)算，對(duì)不同冷卻液的流量下電池溫度場(chǎng)的最大溫差、平均溫度以及冷卻液進(jìn)出口壓差等參數(shù)進(jìn)行分析。結(jié)果表明：并行流道結(jié)構(gòu)冷板在自身能耗與電池的體平均溫度方面要低于串行流道結(jié)構(gòu)冷板，但后者冷卻下的電池溫度場(chǎng)均勻性要優(yōu)于前者。為提升并行結(jié)構(gòu)冷板冷卻電池的溫度場(chǎng)均勻性，以在電池與冷板接觸面之間添加厚度為0.6 mm石墨板的方式進(jìn)行優(yōu)化，經(jīng)過優(yōu)化后電池溫度場(chǎng)最大溫差相比優(yōu)化前有著明顯的降低，流量為5.4 × 10^?4 kg/s時(shí)冷板優(yōu)化前后電池的最大溫差分別為6.49 K與4.51 K，降幅達(dá)到30.51%。經(jīng)優(yōu)化后的并行結(jié)構(gòu)液板冷在電池溫度場(chǎng)的平均溫度、最大溫差與自身能耗等參數(shù)上較串行結(jié)構(gòu)有著明顯的優(yōu)勢(shì)。此結(jié)果將對(duì)實(shí)際大容量電池熱管理系統(tǒng)中并行流道結(jié)構(gòu)的液冷板設(shè)計(jì)提供部分依據(jù)。

1.引言

在全社會(huì)以降低碳排放，減少對(duì)石油能源的依賴，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展為目標(biāo)的背景下，新能源汽車憑其環(huán)保節(jié)能、電動(dòng)化等特點(diǎn)迎來了發(fā)展的黃金期。作為新能源汽車動(dòng)力來源的鋰離子電池包，其品質(zhì)的優(yōu)劣關(guān)系著新能源汽車的大規(guī)模應(yīng)用，而電池充放電過程所產(chǎn)生的熱問題是決定整車在續(xù)航安全以及壽命等方面的關(guān)鍵因素。因此需要對(duì)電池的熱管理系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)與優(yōu)化，進(jìn)而使得鋰動(dòng)力電池處在一個(gè)合適的運(yùn)行溫度范圍尤為重要。 

現(xiàn)階段，相關(guān)研究學(xué)者主要聚焦于電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)冷板材料的選取，冷板結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化以及冷卻介質(zhì)熱物性的研究，以充分挖掘外部硬件在電池冷卻過程中的潛力。風(fēng)冷的冷卻方式因技術(shù)較為成熟，也是目前部分熱管理系統(tǒng)所采用的一種冷卻手段。Zhou 等提出了一種基于空氣分配管以適用于圓柱形鋰電池模組的新型風(fēng)冷策略，通過在不同放電倍率下改變?nèi)肟趬毫?、分配管尺寸等參?shù)展開實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果表明：分配管的孔徑和行數(shù)的增加有利于降低電池最高溫度以及提高溫度均勻性。Zhang 等提出了一種基于平行空冷模型結(jié)構(gòu)中添加擾流板以增強(qiáng)冷卻效果的策略，研究了擾流器的數(shù)量和角度對(duì)電池散熱的影響。結(jié)果表明：適當(dāng)調(diào)整擾流板的角度以及高度對(duì)冷卻性能有顯著的提高。相比風(fēng)冷，液冷可以通過控制冷卻液流量、入口溫度等參數(shù)以實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)力電池溫度更精確的控制。Wang 等使用水冷銅管對(duì)方形電池組進(jìn)行冷卻實(shí)驗(yàn)并分析了其表面的溫度分布，發(fā)現(xiàn)當(dāng)單體電池生熱功率低于 10 W時(shí)，此方案能將電池表面溫度維持在 40℃以下。Huo 等設(shè)計(jì)了一款微通道電池液冷板，通過控制微通道數(shù)量、流向以及入口流量等參數(shù)研究電池冷卻以及溫度分布情況。結(jié)果表明：通道數(shù)以及流量的增加可以降低電池最高溫度及提升溫度均一性，但流量過大增加了系統(tǒng)能耗同時(shí)冷卻效果提升不明顯。Gao 等設(shè)計(jì)了一種表面附有柔性石墨的鋁制平管的電池液冷散熱結(jié)構(gòu)，對(duì)電池的溫度變化速率以及均勻性等參數(shù)進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)柔性石墨的應(yīng)用明顯提高了電池組的溫度均勻性。此外，利用相變材料對(duì)電池進(jìn)行冷卻的技術(shù)有著冷卻速率快、效率高的特點(diǎn)。張國慶使用石蠟/石墨相變復(fù)合材料對(duì)電池模組進(jìn)行了散熱試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)使用相變材料的熱管理系統(tǒng)的冷卻效果要優(yōu)于風(fēng)冷以及液冷。由于電動(dòng)汽車電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)相變材料多采用石蠟，受限于成本以及系統(tǒng)可靠性等因素，相變材料熱管理系統(tǒng)尚未規(guī)模應(yīng)用。 

綜上所述，雖各種冷卻方式的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)已被開發(fā)與應(yīng)用在電動(dòng)汽車上，但動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)仍需要不斷優(yōu)化以助力電池適應(yīng)更復(fù)雜的溫度工況。本文以容量為 10 Ah 的方形電池包為研究對(duì)象，設(shè)計(jì)了流道結(jié)構(gòu)不同的兩種液冷板，通過模型的建立及冷板在冷卻液不同入口流量下電池被冷卻效果的仿真，研究電池的溫度場(chǎng)的最大值與最大溫差及液冷板能耗等相關(guān)參數(shù)，以此為依據(jù)進(jìn)而對(duì)液冷板開展優(yōu)化。

2.鋰電池生熱理論與模型計(jì)算

2.1. 鋰電池充放電原理 

鋰電池的特點(diǎn)在于其單位體積容量大且循環(huán)壽命長(zhǎng)，是目前新能源汽車動(dòng)力來源的主要選擇。其充電時(shí)鋰離子從正極脫嵌，經(jīng)電解質(zhì)游離通過隔膜嵌入至負(fù)極，同時(shí)電子經(jīng)外部電路到達(dá)負(fù)極。電池的充放電過程由下式所示。

正極反應(yīng)式：

負(fù)極反應(yīng)式：

總反應(yīng)式：

鋰電池放電過程與充電過程相反，鋰離子從電池負(fù)極脫嵌，經(jīng)隔膜與電解液重新鑲嵌到正極，電子從外電路到達(dá)正極。式中M 表示正極的金屬元素，例如 Ni，Mn 和Co 等。 

2.2. 鋰電池?zé)嵛镄詤?shù) 

本文選用容量為 10 Ah 的方形軟電池包作為研究對(duì)象，考慮到動(dòng)力電池包的密封性，將電池與冷板之間的熱傳導(dǎo)作為電池與外界換熱的唯一方式進(jìn)行簡(jiǎn)化。因動(dòng)力電池在工作中生熱速率會(huì)隨著其功率輸出的不同而動(dòng)態(tài)變化，故可將電池的傳熱模型視為存在動(dòng)態(tài)變化的內(nèi)熱源的非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程，由于電池內(nèi)部的各種材料物性以及堆疊方式不同，其導(dǎo)熱系數(shù)也呈現(xiàn)出方向性，故其在 x、y、z 三個(gè)方向上的導(dǎo)熱系數(shù) λx、λy 與 λz以及導(dǎo)熱微分方程分別如下所示。 

其中，q 代表電池生熱的內(nèi)熱源項(xiàng)，W/m³； 

式中，L_i 與 λ_i分別為電池的第 i 層材料的厚度與導(dǎo)熱系數(shù)，m，W/(m·K)；L 為沿 x 方向上總長(zhǎng)度，m。通過計(jì)算得到電池在 xyz 方向上的導(dǎo)熱系數(shù)分別為 2.31 W/(m·K)，4.73 W/(m·K)與 4.73 W/(m·K)。 

電池的平均密度 ρ 由電池包質(zhì)量m 與其體積 V_b比得到，由式(7)所示，經(jīng)計(jì)算 ρ = 2138 kg/m³。 

電池的等效比熱容 c 通過電池內(nèi)部各材料質(zhì)量進(jìn)行加權(quán)計(jì)算得到，如式(8)所示。 

式中：ci 為電池的第 i 種材料的比熱容，J/(kg·K)；mi 為第 i 種材料的質(zhì)量，kg。經(jīng)計(jì)算 c = 1158 J/(kg·K)。 

因此，結(jié)合被測(cè)鋰電池性質(zhì)，雖電池單體在一致性上存在一些差別，但仍可對(duì)相關(guān)熱物性參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。電池材料相關(guān)熱物性參數(shù)如表1 所示。 

表1. 鋰電池各材料熱物性參數(shù) 

本文所研究的單體鋰電池在 xyz 方向上的尺寸分別為：13.5 mm × 65 mm × 132 mm。示意圖如圖1所示。

2.3. 鋰電池生熱速率的確定 

由式(11)所示，電池生熱速率與溫度及其總內(nèi)阻相關(guān)。對(duì)于鋰電池而言，其內(nèi)阻阻值 Rt 與電池荷電狀態(tài)soc 與其自身溫度T 相關(guān)，故需確定關(guān)于電池內(nèi)阻的表達(dá)式?；谖墨I(xiàn)對(duì)方形電池包的研究，其放電時(shí)電池總內(nèi)阻與溫度以及 soc 的關(guān)系如式(12)所示。 

式中，Rt 為電池總電阻，Ω；s 為電池的荷電狀態(tài) soc，數(shù)值范圍0~1；T 為電池溫度，K。 

在恒流放電狀態(tài)下，電池的soc 隨電流與時(shí)間的乘積呈線性變化，故根據(jù) Cheng 對(duì)電池 soc 的研究，相關(guān)計(jì)算式如下所示。

圖1. 單體鋰電池的簡(jiǎn)化模型

式中，st 與 st+1 為 t 時(shí)刻前后的電池 soc 值；I 為放電電流，A；t 為放電時(shí)間，s；Cs為電池額定容量，Ah。 

對(duì)電池進(jìn)行仿真計(jì)算時(shí)，由于電池發(fā)熱速率的瞬態(tài)變化，需對(duì)熱源進(jìn)行編寫UDF 文件以對(duì)隨放電的進(jìn)行而變化的熱源進(jìn)行定義。UDF 文件由下所示。 

#include "udf.h" 

#define V 0.00011583 //電池體積，m³; 

#define I 10 //放電電流，A; 

#define H 10 //電池額定容量，Ah; 

DEFINE_SOURCE(heat_source,c,t,dS,eqn) 

{ 

real soc,resistance,T_K; //soc 為電池剩余容量狀態(tài)值；resistance 為電池內(nèi)阻，Ω；T_K 為電池溫度，

K； 

real source,ts; //source 為電池?zé)嵩矗琖/m3；ts 為電池放電時(shí)間，s； 

T_K=C_T(c,t); //獲取電池的熱力學(xué)溫度； 

ts=RP_Get_Real("flow-time"); //獲取電池的放電時(shí)間； 

soc=1-(I*ts)/(3600*H);  //計(jì)算電池剩余容量狀態(tài)值； 

resistance=1632*(1.867*soc*soc-2.404*soc+3.697)*exp(-0.0025*T_K); //計(jì)算對(duì)應(yīng)soc 的電池總內(nèi)阻值； source=(resistance*I*I+0.00026*I*T_K)*(1/V); //計(jì)算電池的單位體積熱源； 

dS[eqn]=0; 

return source; 

} 

3.鋰電池液冷板模型的建立與分析

3.1. 液冷板結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 

本文采用間接式液冷方案對(duì)鋰電池單體進(jìn)行液冷仿真。電池與冷板表面相接觸，放電時(shí)熱量通過熱傳導(dǎo)的方式傳遞至冷板，經(jīng)由流經(jīng)嵌入冷板中的管路的冷卻液以對(duì)流的方式將熱量帶走，以實(shí)現(xiàn)電池冷卻的目的。因此，液體管路結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化對(duì)冷板的冷卻性能有著重要影響。本文針對(duì)容量為 10 Ah的鋰電池設(shè)計(jì)了串行結(jié)構(gòu)冷板(下文簡(jiǎn)稱冷板 a)與并行結(jié)構(gòu)冷板(下文簡(jiǎn)稱冷板 b)，冷板在長(zhǎng)寬的尺寸方面與電池保持一致，具體結(jié)構(gòu)如圖2 所示。 

圖2. 液冷板的兩種流道結(jié)構(gòu)示意圖 

圖3. 電池液冷板部分計(jì)算域網(wǎng)格示意圖 

圖4. 兩種結(jié)構(gòu)冷板的網(wǎng)格的無關(guān)性驗(yàn)證 

3.2. 電池與液冷板的網(wǎng)格劃分 

將在 Geometry 中對(duì)液冷板以及電池建立的三維模型導(dǎo)入 mesh 工具中進(jìn)行網(wǎng)格的劃分，仿真過程中網(wǎng)格精度對(duì)計(jì)算的收斂、目標(biāo)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性有著較大影響，故需對(duì)流體域需設(shè)置較高精度的網(wǎng)格以及一定的邊界層數(shù)量，液冷板以及電池模型因結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，可設(shè)置尺寸較大網(wǎng)格以對(duì)總體網(wǎng)格數(shù)量加以控制。液冷板部分計(jì)算域網(wǎng)格劃分情況如圖3 所示。 

為保證仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性，消除因網(wǎng)格劃分的差異對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響，本文對(duì)兩種模型采用 6 種不同數(shù)量的網(wǎng)格進(jìn)行仿真驗(yàn)證。如圖4 所示。對(duì)應(yīng)的串行與并行液冷板，網(wǎng)格數(shù)量分別為40.12 萬與 46.71萬時(shí)，電池最高溫度Tmax 不隨網(wǎng)格數(shù)量的增加而變化，故認(rèn)為此網(wǎng)格數(shù)量下的計(jì)算結(jié)果是準(zhǔn)確的。 

圖5. 流量為1.62 × 10^?3 kg/s 時(shí)串行結(jié)構(gòu)冷板冷卻下的電池溫度場(chǎng)分布 

圖6. 流量為1.62 × 10^?3 kg/s 時(shí)并行結(jié)構(gòu)冷板冷卻下的電池溫度場(chǎng)分布 

圖7. 電池平均溫度隨冷卻液質(zhì)量流量的變化 

4.結(jié)果與討論

為研究?jī)煞N結(jié)構(gòu)的液冷板對(duì)鋰電池單體冷卻效果的影響，通過改變液冷板入口質(zhì)量流量Q_m，分析不同質(zhì)量流量下電池溫度場(chǎng)的體平均溫度 T_aver、最高溫度T_max與最大溫度差 ΔT_max，以及冷卻液進(jìn)出口壓差ΔP 以對(duì)液冷板的冷卻性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。通過分析單體電池被冷卻效果，以對(duì)液冷板進(jìn)行優(yōu)化。 

4.1. 冷卻液質(zhì)量流量對(duì)電池體溫度參數(shù)的影響 

在電池溫度313K，冷卻液進(jìn)口溫度 298K 的初始條件下，進(jìn)行不同質(zhì)量流量下的電池單體冷卻仿真計(jì)算。電池體積加權(quán)平均溫度隨冷卻液質(zhì)量流量的變化如圖7 所示。如圖7 所示，隨著質(zhì)量流量的增大，電池的平均溫度逐漸降低，流量大于 9 × 10^?4 kg/s 時(shí)，溫度曲線斜率逐漸降低，降低的幅度逐漸減小。這是由于流量增大固然增大了冷卻液與冷板的對(duì)流換熱系數(shù)，但換熱后期隨著電池與冷板溫差減小，減弱了換熱強(qiáng)度從而使得電池降溫幅度降低。流量為1.62 × 10^?3 kg/s 時(shí)串行與并行結(jié)構(gòu)冷板冷卻下的電池溫度場(chǎng)分布如圖5 與圖6 所示。 

不同流量下，冷板 a 冷卻下的電池單體均溫略低于冷板 b，其差值在流量為 1.26 × 10^?3 kg/s 時(shí)最大，為 0.23 K。由此可得，串行結(jié)構(gòu)冷板對(duì)電池的降溫效果要優(yōu)于并行結(jié)構(gòu)冷板。 

電池單體最高溫度與最大溫差隨冷卻液質(zhì)量流量變化如圖 8 所示。電池單體經(jīng)兩種流道結(jié)構(gòu)冷板的冷卻，其最高溫度與最大溫差都隨冷卻液流量的增加逐漸降低，且冷板 a 冷卻下的兩個(gè)溫度參數(shù)皆略低于冷板 b，這是由于在冷卻液質(zhì)量流量相同時(shí)，并行結(jié)構(gòu)的冷板 b 每個(gè)流道中所流經(jīng)的流量不均勻，不同流道的換熱強(qiáng)度也有所不同，進(jìn)而使得冷卻后的電池溫度場(chǎng)差異性增大，而冷板 a 出于串行結(jié)構(gòu)的原因，流道內(nèi)流動(dòng)強(qiáng)度統(tǒng)一，進(jìn)而使得前后換熱效果均一性更好。由此可得采用冷板 a 同時(shí)適當(dāng)增大冷卻液流量可提升電池溫度均勻性。如圖所示，質(zhì)量流量在 5.4 × 10^?4 kg/s 至 9 × 10^?4 kg/s 之間時(shí)，冷板a 冷卻下的電池最高溫度與最大溫差下降斜率最大，分別從307.03 K 降低至 304.67 K、5.62 K 降低至4.67 K，相比于冷板b，最高溫度低于后者0.37 K 至 0.15 K，最大溫差低于后者0.45 K 至 0.83 K。由此得，從電池溫度均勻性考慮，串行流道結(jié)構(gòu)的液冷板要優(yōu)于并行結(jié)構(gòu)。

圖8. 電池最高溫度與最大溫差隨冷卻液流量流量的變化 

4.2. 兩種液冷板結(jié)構(gòu)對(duì)壓差影響的對(duì)比 

除了冷板對(duì)電池的冷卻效果，冷卻液的進(jìn)出口壓差 ΔP 因關(guān)系到冷卻液循環(huán)泵的能耗，也是對(duì)冷板綜合性能評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)。兩種流道結(jié)構(gòu)的冷卻液進(jìn)出口壓差等于進(jìn)口總壓與出口總壓的差值，隨著質(zhì)量流量的變化趨勢(shì)如圖 11 所示。顯然，兩種結(jié)構(gòu)下的壓差皆隨著進(jìn)口流量的增而增大。此外，串行結(jié)構(gòu)下的壓差明顯要高于并行結(jié)構(gòu)，在流量為1.26 × 10^?3 kg/s 時(shí)壓差分別為 41.22 Pa 與 14.58 Pa，后者僅為前者的35.37%，流量增至 1.98 × 10^?3 kg/s，此時(shí)壓差分別為 96.55 Pa 與 26.83 Pa，這一比例降低至 27.85%。這是由于入口面積不變的情況下，質(zhì)量流量與流速呈正比，而其流動(dòng)壓力損失又與流體速度的平方正相關(guān)，串行結(jié)構(gòu)冷板在局部彎管數(shù)量和單管長(zhǎng)度方面均大于并行結(jié)構(gòu)冷板，致使局部阻力損失與沿程阻力損失之和增大，從而在能耗上要高于并行結(jié)構(gòu)。流量為 1.26 × 10?3 kg/s 時(shí)，兩種結(jié)構(gòu)冷板流體域的壓力云圖如圖9 與圖 10 所示。由前文可得，串行結(jié)構(gòu)冷板冷卻下的單體電池溫度均勻性并未比并行結(jié)構(gòu)情況下有較大提升，綜合冷板能耗以及對(duì)電池冷卻的能力，由上述可得并行流道結(jié)構(gòu)的冷板有著更好的性能。

圖9. 流量為1.26 × 10^?3 kg/s 時(shí)串行結(jié)構(gòu)冷板中的冷卻介質(zhì)壓降 

圖10. 流量為1.26 × 10^?3 kg/s 時(shí)并行結(jié)構(gòu)冷板中的冷卻介質(zhì)壓降

圖11. 冷卻液進(jìn)出口壓降隨冷卻液流量的變化 

4.3. 針對(duì)液冷板的優(yōu)化 

根據(jù)上文分析，為提升電池溫度場(chǎng)均勻性，針對(duì)冷板 b 冷卻電池的最大溫差大于冷板 a 這一問題，需要對(duì)冷板 b 進(jìn)行優(yōu)化。因石墨具有優(yōu)良的導(dǎo)熱性質(zhì)，導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá) 151 W/(m·K)，且具有小密度的特點(diǎn)，故添加 0.6 mm 厚的石墨板在電池與冷板之間，對(duì)冷板進(jìn)行優(yōu)化以提升電池的溫度場(chǎng)均勻性。

如圖 12 所示，冷板優(yōu)化后被冷卻的電池最高溫度略低與優(yōu)化前，冷卻液流量為 1.26 × 10^?3 kg/s 時(shí)，優(yōu)化前后的最高溫度分別為 303.76 K 與 303.27 K，后者比前者降低了 0.49 K。此外，經(jīng)過優(yōu)化后電池溫度場(chǎng)的最大溫差相比優(yōu)化前有著明顯的降低，流量為 5.4 × 10^?4 kg/s 時(shí)冷板優(yōu)化前后電池的最大溫差分別為 6.49 K 與 4.51 K，降幅達(dá)到 30.51%。這是由于石墨具有較高的導(dǎo)熱系數(shù)，并且較傳統(tǒng)的銅鋁等金屬導(dǎo)熱材料有著密度小質(zhì)輕的特點(diǎn)，在小幅度增加液冷板體積與質(zhì)量的情況下，依靠石墨三維方向良好的導(dǎo)熱性能，使得電池高溫區(qū)熱量能及時(shí)地傳導(dǎo)至冷板的低溫區(qū)，進(jìn)而進(jìn)行高效地?fù)Q熱以提升電池的溫度均勻性，同時(shí)提高冷板的冷卻能力。流量為 5.4 × 10^?4 kg/s 時(shí)圖 13 與圖 14 分別為添加石墨前后電池溫度場(chǎng)云圖對(duì)比，通過將數(shù)據(jù)與云圖對(duì)比可得，在電池與液冷板之間添加石墨使得電池的溫度均勻性得到明顯的提升。

圖 12. 結(jié)構(gòu)優(yōu)化前后電池最高溫度與最大溫差隨冷卻液質(zhì)量流量的變化

圖13. 流量為5.4 × 10^?4 kg/s 時(shí)并行結(jié)構(gòu)冷板冷卻下的電池溫度場(chǎng)分布

圖14. 流量為5.4 × 10^?4 kg/s 時(shí)優(yōu)化后的并行結(jié)構(gòu)冷板冷卻下的電池溫度場(chǎng)分布

5.結(jié)論

為研究與優(yōu)化電池液冷板冷卻性能，以使得電池保持健康的工作溫度狀態(tài)，本文提出了兩種流道結(jié)構(gòu)的液冷板，通過數(shù)值模擬軟件對(duì)此冷卻結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真計(jì)算，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果的分析對(duì)液冷板進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)論如下：

1.)以冷卻液溫度298 K 以及電池溫度313 K 的初始條件，在不同流量下對(duì)兩種結(jié)構(gòu)液冷板冷卻電池的溫度場(chǎng)進(jìn)行仿真分析，得到冷板a 在對(duì)電池的降溫效果要優(yōu)于冷板 b，且冷板a 冷卻下的電池溫度場(chǎng)的均勻性上要比冷板 a 略高，但因冷板 b 在冷卻液進(jìn)出口壓差的能耗降低方面上具有較大優(yōu)勢(shì)，綜合能耗與電池冷卻效果，故選擇冷板b 的并行流道結(jié)構(gòu)針對(duì)溫度均勻性對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。 

2.)為提升并行結(jié)構(gòu)冷板冷卻下的電池溫度場(chǎng)的均勻性，采用厚度為 0.6 mm 石墨板放置于電池與冷板之間以促進(jìn)電池與冷板間導(dǎo)熱的進(jìn)行。不同冷卻液流量下，在不增加額外能耗的情況下，優(yōu)化后電池溫度場(chǎng)最大溫差與最高溫度均較優(yōu)化前有所降低。冷卻液流量為 1.26 × 10?3 kg/s 時(shí)，優(yōu)化前后的最高溫度分別為 303.27 K 與303.76 K，降低了0.49 K，優(yōu)化前后電池的最大溫差分別為 4.24 K 與3.11 K，降幅達(dá)到26.59%，故說明此優(yōu)化方式對(duì)電池溫度均勻性有明顯的提升作用，采用優(yōu)化后并行流道結(jié)構(gòu)的液冷板能在保證較低能耗的情況下兼顧對(duì)電池的冷卻效果，本文同時(shí)為電池液冷板并行流道設(shè)計(jì)提供了部分依據(jù)。

本文標(biāo)題：動(dòng)力鋰電池液冷板冷卻性能的優(yōu)化分析

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