電動車動力電源的熱特性分析和結構設計

文 /袁婕 陳偉 徐曉明

一、前言

發展節能與新能源汽車是我國汽車產業發展的重要戰略，也是實現交通節能減排的重要舉措。隨著國家不斷出臺促進新能源汽車發展的優惠政策，國內主要汽車企業都開展了新能源汽車的研究開發和制造，重點發展混合動力客車且已經在國內多個城市運行。

混合動力客車作為交通工具，其安全性能也成為大眾關心的熱點問題。動力電源系統是混合動力客車的核心部件，動力電池在使用過程中會發生化學反應，進而產生一定熱量，若熱量過于聚集，則可能會引起爆炸和燃燒。因此對動力電源系統的散熱性能進行分析具有重大的研究意義。

二、研究思路

文章主要是針對某種電源系統的散熱性能進行有限元仿真分析，研究其在不同風量下的流場及溫度場分布情況，并通過合理的結構設計提高動力電源系統的散熱性能，從而進一步提高動力電源系統的安全性能。

1. 電源系統的配置和結構簡介

采用180只42Ah鋰離子電池串聯成一套576V動力電源系統。該動力電源系統采用2個電池包的結構形式，每個電池包有6組15串42Ah鋰離子電池、2只風扇及管理系統組成。6組電池模塊等間距分布，單體電池之間采用絕緣格柵隔開，每只電池單面被絕緣格柵遮擋面積百分比為4×10/130=30%，即格柵寬度方向上遮擋40mm（絕緣格柵寬度為133.5mm）。

圖1 電源系統箱體（a）和電池單體間絕緣格柵（b）的三維圖

2. 物理和熱力學參數

圖2 風扇風壓與流量曲線……