[发明专利]一种用于确定动力电池风冷系统出口位置的优化方法

说明书

本发明公开了一种用于确定动力电池风冷系统出口位置的优化方法，所述方法从均匀间距冷却流道的动力电池风冷系统出发，出口流道方向与冷却流道方向平行且与进口流道方向垂直，通过数值方法求解动力电池风冷系统的温度分布，采用优化策略不断缩小出口流道最佳位置的区间，最终得到出口流道的优化位置，以达到最优的目标函数值。所述方法具有优化过程简单、优化速度快、性能指标好、扩展性好、实用性强等优点。

技术领域

本发明涉及动力电池风冷系统领域，具体涉及一种用于确定动力电池风冷系统出口位置的优化方法。

背景技术

近年来，电动汽车作为一种有效缓解能源危机的手段而受到世界范围内的重视。动力电池是电动汽车的动力源，决定着电动汽车的性能。在工作过程中，动力电池因内部发生剧烈的化学反应而产生大量的热，若这些热量不能及时排走，将使电池温度迅速升高，严重威胁电动汽车的安全运行；此外，电池组散热条件的差异将造成其内部的温差，温差过大将破坏电池的一致性，造成动力电池性能下降，并缩短其使用寿命。一般来说，动力电池合适的工作温度为20℃～40℃，温差为5℃以下。因此，需要对动力电池进行热管理，通过高效地带走电池产生的热量，保证其在合适的温度和温差范围内工作。在众多的电池热管理技术中，风冷系统方式因具有成本低、结构简单等优点而得到广泛地应用。其中，平行通道冷却系统是常用的动力电池风冷系统。然而，在常规平行通道风冷系统中，由于流道压差分布不均衡，造成冷却流道内的流量差异，最终使得电池组内部存在较高的热点温度以及较大的温差。为了提高系统的换热性能，减小电池组的热点温度和温差，学者们通过调整进出口位置来改善冷却流道中的流量分配。然而，现有的方案主要通过简单尝试来确定，从而限制了系统换热性能的提高。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供了一种用于确定动力电池风冷系统出口位置的优化方法，所述方法通过合理布置动力电池风冷系统的出口位置，提高了风冷系统的换热性能，降低了动力电池组的温度和温差，提高了动力电池组的使用寿命。

本发明的目的可以通过如下技术方案实现：

一种用于确定动力电池风冷系统出口位置的优化方法，所述方法包括以下步骤：

S-1根据动力电池风冷系统中动力电池组的总体积设置冷却流道的间距为均匀间距，进口流道和出口流道分别位于动力电池组两侧，进口流道方向与冷却流道方向垂直，出口流道方向与冷却流道方向平行且与进口流道方向垂直；

S-2设定出口流道位置变量的初始区间为[x₁，x₂]，计算初始区间中心点为x₃＝(x₁+x₂)/2；

S-3将出口流道位置变量值分别设置在位置x₁、x₂和x₃处，得到三个不同结构的动力电池风冷系统，分别采用数值方法计算三个动力电池风冷系统的温度场，评估三个动力电池风冷系统的目标函数值，分别记为T₁、T₂和T₃，并进行以下操作：

若T₁<T₃，则令x₁＝x₁，x₂＝x₃，x₃＝(x₁+x₂)/2，并重新评估新得到的三个不同结构的动力电池风冷系统的目标函数值T₁、T₂和T₃；