电池包冷却板流道设计方法技术

本发明专利技术涉及一种电池包冷却板流道设计方法。所述设计方法包括：第一步骤S1：将所述流道的不同组成单元抽象为不同类型的一维流阻块；第二步骤S2：根据符合散热性能需求的目标参数以及所述冷却板的整体尺寸，使用所述一维流阻块来建立所述流道的初始一维模型；第三步骤S3：基于多次一维仿真计算，通过调整所述初始一维模型来确定满足所述目标参数的最终一维模型；以及第四步骤S4：基于所述最终一维模型来建立所述流道的三维模型。本发明专利技术的设计方法旨在有效满足电池包的散热性能需求，同时显著降低研发时间和经济成本。降低研发时间和经济成本。降低研发时间和经济成本。

【技术实现步骤摘要】
电池包冷却板流道设计方法


[0001]本专利技术总体涉及电池包冷却板流道设计领域。更具体地，本专利技术涉及一种尤其用于新能源车辆动力电池包的冷却板流道设计方法。

技术介绍

[0002]动力电池是新能源车辆中的主要储能元件，动力电池包的散热效果直接影响着车辆性能。在各种散热方式中，液冷是利用在冷却板流道中循环的冷却液作为导热媒介为电池包散热的方式。通常，冷却板流道的设计需满足目标整体流阻、目标换热系数、均温性等多个散热性能需求。
[0003]当前，一些车辆零部件供应商具备自有的电池包冷却板流道设计方案，并可根据实际的散热性能需求进行调整。然而，现有的冷却板流道的设计及调整过程包括实施多次三维仿真计算，以获得能够满足散热性能需求的稳定设计，该过程通常需要耗费大量的研发时间和经济成本。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服上述现有技术中存在的缺陷，提供了一种电池包冷却板流道设计方法，该设计方法旨在有效满足电池包的散热性能需求，同时显著降低研发时间和经济成本。
[0005]为此，本专利技术提供了一种电池包冷却板流道设计方法，包括：第一步骤S1：将所述流道的不同组成单元抽象为不同类型的一维流阻块；第二步骤S2：根据符合散热性能需求的目标参数以及所述冷却板的整体尺寸，使用所述一维流阻块来建立所述流道的初始一维模型；第三步骤S3：基于多次一维仿真计算，通过调整所述初始一维模型来确定满足所述目标参数的最终一维模型；以及第四步骤S4：基于所述最终一维模型来建立所述流道的三维模型。
[0006]根据本专利技术的可选实施方式，所述目标参数包括目标整体流阻和目标换热系数。
[0007]根据本专利技术的可选实施方式，所述一维流阻块的类型包括节点收集模块、管道连接模块和管道变截面特征模块，并且每种类型的一维流阻块具有可供选择的多种尺寸。
[0008]根据本专利技术的可选实施方式，在所述流道中，位于下游的所述节点收集模块和所述管道连接模块的数量分别多于位于上游的所述节点收集模块和所述管道连接模块的数量，并且，位于下游的所述管道连接模块的总截面面积小于位于上游的所述管道连接模块的总截面面积。
[0009]根据本专利技术的可选实施方式，所述第三步骤S3包括：通过一维仿真计算，获得在每个节点收集模块处的换热系数；以及调整所述节点收集模块和/或所述管道连接模块和/或所述管道变截面特征模块的数量和/或尺寸和/或分布和/或连接方式，并且重复一维仿真计算，直至在每个节点收集模块处达到所述目标换热系数。
[0010]根据本专利技术的可选实施方式，所述第四步骤S4包括通过单次三维仿真计算来验证
所述三维模型的散热性能。
[0011]根据本专利技术的可选实施方式，所述电池包为新能源车辆的动力电池包。
[0012]与现有技术相比，根据本专利技术的电池包冷却板流道设计方法具有多个有益效果，尤其是：将冷却板流道在一维布局中模块化，通过实施具有较快运算速度的多次一维仿真计算，减少了复杂且耗时的三维仿真计算的次数，因此在确保满足散热性能需求的同时缩短了研发周期和经济成本；此外，这种方法的步骤相对简单，实用性强，能够在多种类型的电池包冷却板的流道设计中广泛应用。
附图说明
[0013]本专利技术的其它特征以及优点将通过以下结合附图详细描述的优选实施方式被更好地理解。
[0014]图1是本专利技术的电池包冷却板流道设计方法的流程图；
[0015]图2是通过图1中的方法所获得的一种冷却板的底面示意图；
[0016]图3是图2中的冷却板的顶面的立体示意图；
[0017]图4是图2中的冷却板的底面的局部放大立体示意图。
[0018]在附图中，相同的附图标记表示相同或相似的部件。应当理解到，以上附图不仅用于对本专利技术的解释说明，必要时还有助于对本专利技术的限定。
具体实施方式
[0019]下面详细讨论实施例的实施和使用。然而，应当理解，所讨论的具体实施例仅示范性地说明实施和使用本专利技术的特定方式，而非限制本专利技术的范围。
[0020]可以理解到，本专利技术的目的并非是对于电池包冷却板流道的某些已知构造做出特定的改进，而是通过将电路设计领域中常用的基于基尔霍夫定律得到的理论拓扑结构与冷却板流道的三维结构设计相结合，提出一种能够降低研发时间和经济成本的冷却板流道设计方法。
[0021]图1示出了本专利技术的电池包冷却板流道设计方法的四个步骤S1
‑
S4。
[0022]在第一步骤S1中，将冷却板流道的不同组成单元抽象为不同类型的一维流阻块，即具有预设流阻值的一维模块。
[0023]更具体地，作为非限制性示例，所述一维流阻块的类型包括节点收集模块(对应于图2和图4中的节点31)、管道连接模块(对应于图2和图4中的管道32)和管道变截面特征模块(对应于图2和图4中的变截面特征33)，其中，相邻的节点收集模块通过管道连接模块彼此连接，管道变截面特征模块用于布置在管道连接模块中，以通过改变该管道连接模块的截面面积来改变该管道连接模块的流阻值。
[0024]此外，每种上述类型的一维流阻块具有可供选择的多种尺寸，以形成尺寸数据库。例如，管道连接模块具有可根据实际需要来选择的多种长度和截面面积，在实际应用中，对于整体尺寸较大的冷却板，可选择长度较大的管道连接模块，而在需要增大流阻值时，可选择截面面积较小的管道连接模块。
[0025]在第二步骤S2中，根据符合散热性能需求的目标参数以及冷却板的整体尺寸，使用上述一维流阻块来建立冷却板流道的初始一维模型。
[0026]更具体地，作为非限制性示例，所述目标参数包括目标整体流阻(目标压降)和目标换热系数(冷却板的目标表面换热系数)。“整体流阻”取决于冷却板中各个部分的流阻以及驱动泵的选型。某一位置的“换热系数”取决于流经该位置的冷却液流速，流速越大，换热系数越大。
[0027]根据所设定的上述目标参数和冷却板的整体尺寸，使用一维仿真工具(例如AMESim/GT suit)，通过确定各种一维流阻块的数量、尺寸、分布、连接方式等来建立该冷却板流道的初始一维模型。
[0028]在第三步骤S3中，基于多次一维仿真计算，通过调整所建立的初始一维模型来确定满足上述目标参数的最终一维模型。
[0029]更具体地，根据一种实施方式，在该第三步骤S3中，通过基于基尔霍夫定律的一维仿真计算，可获得在每个节点收集模块处的冷却液流量，因而可获得在这些位置处的冷却液流速和换热系数。如某些位置处的换热系数未达到所设定的目标值，则调整邻近于这些位置的节点收集模块和/或管道连接模块和/或管道变截面特征模块的数量和/或尺寸和/或分布和/或连接方式，并且重复一维仿真计算，直至在每个节点收集模块处的换热系数均达到目标值，从而获得满足均温性需求的最终一维模型。
[0030]可以理解到，在冷却板流道中，由于下游的冷却液的温度一般高于上游的冷却液的温度，因此，根据一种有利的实施方式，位于流道下游的节点收集模块和管道连接模块的数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池包冷却板流道设计方法，其特征在于，包括：第一步骤S1：将所述流道的不同组成单元抽象为不同类型的一维流阻块；第二步骤S2：根据符合散热性能需求的目标参数以及所述冷却板的整体尺寸，使用所述一维流阻块来建立所述流道的初始一维模型；第三步骤S3：基于多次一维仿真计算，通过调整所述初始一维模型来确定满足所述目标参数的最终一维模型；以及第四步骤S4：基于所述最终一维模型来建立所述流道的三维模型。2.根据权利要求1所述的电池包冷却板流道设计方法，其特征在于，所述目标参数包括目标整体流阻和目标换热系数。3.根据权利要求2所述的电池包冷却板流道设计方法，其特征在于，所述一维流阻块的类型包括节点收集模块、管道连接模块和管道变截面特征模块，并且每种类型的一维流阻块具有可供选择的多种尺寸。4.根据权利要求3所述的电池包冷却板流道设计方法，其特征在于，在所述流道中，位于下...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵羿，吴海平，赵晶晶，杨守平，张程，
申请(专利权)人：标致雪铁龙汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：