锂离子电池包 Z 型气流冷却系统的优化研究
流体动力学
2024-07-04 v1
摘要
本研究旨在优化采用强制风冷系统（FACS）的锂离子电池包（BTMS）的 Z 型流动结构设计。主要目标是在确保电池模块内气流均匀分布的前提下，最小化 Tmax（最高温度）和 δTmax（温度差）。本研究全面考察了 inlet air velocity（入口气流速度）、锥形入口管道以及次级出口数量等关键因素，对其对热性能和气流均匀性的影响进行评估。将入口气流速度从 3 m/s 提升至 4.5 m/s 可显著改善 BTMS 的散热性能，Tmax 降低 4.57 度（10.05%），δTmax 降低 0.29 度（9.79%）。进一步研究表明，锥形入口管道是影响冷却性能和电池单元 3-9 温度降低的关键因素，同时有助于实现更均匀的气流分布，将第 9 通道与第 1 通道的速度差从 3.32 m/s 降低至 2.50 m/s。采用 7 个次级出口可显著提升 BTMS 的散热能力，Tmax 降低 0.894 度（2.18%），δTmax 降低 2.23 度（72.84%）。通过优化这些参数，旨在提升 BTMS 的性能，改善锂离子电池包的可靠性。
引用
@article{arxiv.2407.03062,
title = {Optimization study of a Z-type airflow cooling system of a lithium-ion battery pack},
author = {Santosh Argade and Ashoke De},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.03062},
year = {2024}
}