基于NSGA-Ⅱ的锂电池液冷扁管结构设计与热性能优化研究

文中提出了一种锂电池模组蛇形液冷扁管空间并行交叉液冷结构,对液冷结构参数进行了优化。以电池最高温度和最大温差为优化目标,以液冷扁管高度为优化变量,采用拉丁超立方法(Latin Hypercube Sampling,LHS)对优化变量建立80组参数化组合样本,以CFD瞬态数值仿真计算,结合Kriging代理模型与NSGA-Ⅱ(Non-dominated Sorting Genetic AlgorithmⅡ)多目标遗传算法对液冷结构参数进行寻优求解,并进一步研究了冷却液入口速度对液冷结构散热性能的影响。结果显示:相对单层蛇形液冷扁管结构,蛇形液冷扁管空间并行交叉结构有更好的冷却性能,在冷却液入口流速为0.02 m∕s时,电池1C放电工况下最高温度和最大温差分别下降3.2%和19.3%,电池2C放电工况下最高温度和最大温差分别下降6.4%和18.3%;在冷却液入口流速降低时,蛇形液冷扁管空间并行交叉结构的散热性优势更明显。

动力锂电池并联管路液冷系统设计及试验研究

对采用并联式管路的动力电池液冷系统进行了设计及试验研究。通过流体仿真控制各并联管路流量均匀性在15%以内,依据温度场仿真监控动力电池最高以及最低温度,仿真计算出动力电池在0.7C充电1C放电最高温度45℃、温差3℃,并通过试验验证电池最高温度50℃,充电阶段温差4℃,放电末期温差5.5℃,与仿真结果一致,满足设计要求。