[发明专利]一种电池模组导热板排布优化方法

说明书

本发明公开的是一种电池模组导热板排布优化方法，所述排布优化方法包括以下具体步骤：步骤一：电池模组由N个电池单体组成，电池单体与单体之间留一定的空隙，从电池模组外侧至模组中心的空隙逐渐增大；步骤二：以电池使用工况的电流大小和使用时间为依据，以步骤一中电池单体与单体之间的空隙以及电池单体与模组箱体之间的空隙为变化参数搭建热仿真模型；步骤三：分别计算电池单体纵向和横向的热导率。本发明不仅可以在不增加工艺复杂性的情况下合理布局板材，减轻动力电池模组的重量，而且可以增加电池模组的散热能力。

技术领域

本发明涉及的是新能源汽车动力电池技术应用领域，更具体地说是一种电池模组导热排布优化方法。

背景技术

近年来汽车工业迅猛发展，给世界各国带来了巨大的环境污染问题，采用动力电池作为驱动能源的新能源汽车，成为了世界各国的研究和发展热点新能源汽车动力电池多采用锂离子电池，然而锂离子电池在充放电过程中常会伴随热量的释放，热量因散热慢而大量聚集导致锂离子电池温度显著升高，高温轻则容易破坏电池模组的一致性以及循环寿命，重则容易导致电池爆炸，给整车安全带来隐患。

热管理，作为动力电池管理系统功能之一，采集并管控着电池温度，热管理通常需要电池系统拥有多种散热措施来降低电池模组的温度升高量，其中在电池单体之间增加导热迅速的板材是一种有效手段。在所有板材中，金属拥有高的导热系数，而其中铝的质量较轻，因此铝板成为了最常用的导热板，采用铝板散热的方法工艺简单、成本低廉、散热效果好，然而，铝板的使用会降低电池模组的质量比能量。在保障散热效果的同时寻找质量更轻的板材，也是电池系统性能提高的关键手段，然而，经仿真实验计算发现，在方块电池模组中，单体之间并非应全部采用高热导率的材料充当导热板，而是应该根据电池单体的导热各向异性的特点选采用不同种类的板材。相比于全部填充高热导率板材的情况，经优化布局板材后的电池模组散热能力可以进一步增强，整体使用材料的质量将得到降低，布局规律将在本方案中进行详细阐述。

发明内容

本发明公开的是一种电池模组导热排布优化方法，其主要目的在于克服现有技术存在的上述不足和缺点，提供一种电池模组导热的排布方法，它不仅可以在不增加工艺复杂性的情况下合理布局板材，减轻动力电池模组的重量，而且可以增加电池模组的散热能力。

本发明采用的技术方案如下：

一种电池模组导热板排布优化方法，所述排布优化方法包括以下具体步骤：

步骤一：电池模组由N个电池单体组成，电池单体与单体之间留一定的空隙，从电池模组外侧至模组中心的空隙逐渐增大；

步骤二：以电池使用工况的电流大小和使用时间为依据，以步骤一中电池单体与单体之间的空隙以及电池单体与模组箱体之间的空隙为变化参数搭建热仿真模型；空隙大小方案个数M不少于10个，根据热仿真计算结果，得到各个电池单体的平均温度为T__avg，计算N个电池单体T__avg的平均值和离散度，根据计算结果，进一步调节M个方案的空隙大小设置（得到M’个方案），使模组的外侧电池和中心电池T__avg的差减小，最终绘制每组方案（M+M’个）对应的平均温度关系图；并计算每组方案所对应箱体体积时模组的体积比能量，绘制每组方案与体积比能量关系图；根据绘图结果兼顾两项指标确定电池单体与单体之间从中心至外侧缝隙大小递减方案，以及电池单体与模组箱体之间缝隙大小的最佳方案；