基于CFD的液冷板数值模拟与优化研究

摘要

通过对动力锂电池温度的控制，可以大大提高电动汽车用锂电池的性能，有效的热管理系统对于控制电池温度至关重要。液冷板常用在锂电池液冷系统中，具有高效的冷却能力。液冷板通常为薄的金属件，包括一个或多个内部通道，冷却液通过泵送的形式在液冷系统中流动，热量从电池组传导到液冷板，再由冷却液输送出去。液冷板散热特性取决于其内部通道的几何形状、流道路径、流道长度、宽度等参数。文中建立了液冷板流道的参数化模型，基于计算流体动力学（CFD）对液冷板的内部流场进行了数值模拟。确定了出口支路流量一致和进出口压差最小的目标函数，通过建立出入口总宽度和支路宽度的约束来进行数值优化。采用最优拉丁超立方设计方法对设计变量均匀分布样本点，并通过Isight求解出满足优化目标的液冷板结构。优化结果表明，所采用的优化方法成功用于液冷板的多目标优化，设计者可根据优化结果权衡各目标，以指导热管理系统的开发。