相关者在探索各式传热机制和进行优化联想的时候，际遇了性能不相识、能耗高这类问题。是以，个性化联想电板热不休系统（BTMS）就变得很要害了。有东谈主提议了一种简化建模的步履，这个步履能用来评估电板的热性能。还相关了不同罗列神色对性能有啥影响，蓄意等于找到最好的联想。

【01】

电板模块传热系数优化的要害身分

在电板模块热不休方面，了解流动的相识性和传热秉性极度要害，尤其是在流动过渡区域。这个区域有各式不相识身分，可能影响大型电板模块的性能。不外相关标明，某些早期的流动就足以让通盘这个词电板达成具有恒定传热系数的周期性流动。

这一连串的相关发现，雷诺数、单元罗列以及节距比决定了前排单元和后排单元之间传热系数的各别。

在交错罗列这种情况里，传热系数咋变跟节距比没啥关系，就看雷诺数。有了这些发现后，我们就能用周期区域内单元的传热系数，去估算通盘这个词电板模块的传热系数了。

要模拟不同几何步地电板模块的传热秉性，就用了基于计划流体能源学（CFD）的步履。相关区域涵盖22的周期域，横向节距比在1.244到2.074之间变动，纵向节距比在0.622到1.452之间变动，这代表的是典型情况下的间距范围。

承袭高质料的结构化六面体网格，设了周期性规模条目，这么能模拟流动的周期性特色，还能让质料流量保持不变。流体介质选的是空气，再把和电板单元发烧速度相匹配的恒定热通量手脚热源来用。

研究到电板单元的长径比以及轴向热导率跟径向热导率有权臣各别，为了消弱计划职守，就把模子从三维简化成二维了。

采纳二维非稳态雷诺平均纳维斯托克斯（URANS）模子，这在计划本钱和驱逐准确性之间达到了均衡。

湍流模拟的时候，用的是过渡湍流模子，这个模子在评估交叉流热交换器之类的应用时，照旧被阐发效果挺好的。通过QUICK和有界二阶隐式有蓄意把空间和时间闹翻化，这么就能获得思要的模拟数据了。

我们的模子如今能展望电板相较于参考温度的温升了，可参考温度依旧是个未知变量，得按照每个电板的情况去细则。

流体流过单元的时候，流体温度就会升高，这么一来每排单元的参考温度也随着提高了。这会对后头排单元的传热速度产生影响，也许这等于大型电板热不休系统里电板之间温度漫衍不均匀的主要原因。

为了处治这个问题，我们对通盘这个词电板模块的流动温度作念了评估，还用一组方程来估算每个电板上游侧和下流侧的流动温度。

冷却剂流体得收受电板的热亏欠，是以这些方程用到了一些已知变量，像进口质料流量、比热容、每排电板单元数、电板的传热面积，还有我们在之前相关里细则的传热系数。

把这些方程用数值求解之后，流动温度的漫衍就细则了，电板模块里每个电板的骨子热场也获得了。这项相关给电板模块的热不休提供了要害信息，对优化电板性能和寿命是有匡助的。

通过把现实数据和CFD模拟集合拢，我们能深远了解大型电板模块里的流动和传热秉性。这么就能给电板热不休系统的联想和优化提供重要引导，这对鼓吹电动汽车和可再生能源存储等限制发展极度要害，能确保电板的安全和性能。

【02】

电板单元热模子的展望

早期相关标明，21700锂电板的热性能比其他圆柱形电板类型要好。是以在联想电板组的时候开云kaiyun.com，就选用了21700锂电板构成电板组，这么能减少电板热不休系统（BTMS）上特等的热负荷。

搀杂能源汽车的电板组有要求，我们就把83个电板单元串联起来弄成一个模块，这个模块的标称电压是295V。电板组是由两个这么的模块并联而成的，系数就有166个电板，总的标称容量是1.9 kWh。

在模块里，电板单元是按照特定的横向、纵向节距比交错罗列的。惟有掌持电板数目以及给定的横向、纵向节距比，就能推算出模块的尺寸。

电板的热不休很要害，这和电板充放电的速度关系，充放电速度一般用C速度来示意。在相关相关里，研究到了电板组在3C充电/放电速度这种顶点条目，这等于说电板组充电或者放电能在20分钟内完成。

这种时候电板可能会过热，我们用了被迫的办法，从车辆驾驶室提供空气来养息电板单元的温度，保证不会影响车内乘客的舒收尾。

通过对气流分析驱逐的相关，我们了解到，搀杂能源电动汽车在高饱读风机建立、轨范温度的情况下，气流率大要是48.4轨范立方英尺每分钟（SCFM），压力为1个大气压。

我们在骨子的温度（323.15K）和压力（0.81大气压）下作念了测量。有了这些数据，再聚拢空气的热物理秉性，就能用公式算出空气的质料流量了，这里的Q就代表质料流量，单元是kg/s。

为了相关电板的热行径，承袭了电板单元的热模子。这个模子以积分变换时候为基础，能又准又快地展望圆柱形电板的温升，而且和现实测量驱逐是相符的。

这个模子得有一组输入变量，像电板单元的热物理秉性、发烧率以及传热系数这些。我们假设电板是以3C的充电/放电速度职责的，而且电板里面电阻产生的弗成逆热量是热量的主要开首。

电流速度能够由电板的标称容量与充电/放电速度相乘获得。我们假设片上的传热系数是5，仿照解放当然对流，圆周传热系数是个未知变量，各个电板模块里的电板单元齐不通常，得输入到模子里。

【03】

CFD对电板里面传热系数进行模拟。

为模拟电板模块里足够发展的流动区域的传热秉性，我们选一个22的电板域来模拟周期性流动。为保证模拟驱逐可靠，还有计划有用率，我们作念了网格明锐性分析。

在这个分析里，我们研究一种几何步地，它的横向螺距比是1.244，纵向螺距比是1.037，这么能获得最大的雷诺数和湍流强度。然后作念出五个不同网格分辩率的计划网格，这些网格包含的网格单元数目从7392个到102392个不等。

一动手就把与墙相邻的运行单元高度定好，然后让网格按照1.1的增长率扩张。通过分析对努塞尔数的展望发现，当网格单元数多于67472的时候，努塞尔数的变化基本上就不错不必研究了。

于是，把有着67472个网格单元的计划网格采选为CFD相关的可靠基准，况兼在其他几何步地的模子里哄骗等效网格参数。

在模子考据这块儿，会单独审查不同子模子的有用性，从而考据通盘这个词空洞模子靠不靠谱。就单个圆柱形电板的热评估子模子来说，照旧通过现实测量考据过了。

相关东谈主员提议了管组平均努塞尔数的教养相关性，用这个来对CFD子模子作念有用性查验。

比对驱逐标明，CFD模拟驱逐和教养相关性很吻合，非常是在模拟最大质料流量点时，模子跟相关性的偏差不到3%。

要保证模拟驱逐准又确实，这能给电板热不休系统的联想与性能优化给以要害的引导，对鼓吹电动汽车和可再生能源存储等限制的发展有用，从而保证电板的安全和性能。

【04】

热不休系统联想的均衡化

电板单元要思性能好、安全又高效地运行，电板温度不休系统（BTMS）可太重要了。在这当中，横向和纵向节距比是影响电板热不休系统性能的要害身分。

这些节距比的优化能在最大温升、热梯度、紧凑性、分量、压降和质料流量之间衡量，进而细则电板热不休系统的最好联想。

一般来说，相关不同节距比对电板温度不休系统（BTMS）性能的影响挺难的，这是因为存在系统复杂、现实受限和计划本钱等问题。不外呢，淌若用本相关提议的模子，我们就能更肤浅平直地去相关不同横向和纵向节距比对BTMS性能的影响了。

在这个相关里，主要探究了横向和纵向节距比对电板模块有啥影响。作念现实的时候呢，我们把纵向螺距比固定在1.037，让横向螺距比在1.244到2.074之间变动，这么就能相关横向螺距比的影响了。

也对纵向螺距比张开了相关，把横向螺距比设成2.074，纵向螺距比呢，是在0.622到1.452这个范围里的。

无论啥情况，我们齐让质料流量一直保持不变，还假设进口温度是293.15呢。我们靠着私有的CFD模子去细则对流传热率，再把分析模子和方程组聚拢起来，估算每排电板单元的热场。

相关发现，横向和纵向节距比会给电板模块的最高温度和热梯度带来显明的影响。具体来说，电板模块的最大温升和横向与纵向节距比是成正比的。

这等于说，把电板单元之间横向和纵向的罅隙弄小些，就能让电板热不休系统的性能变好，还能让电板单元里的温升镌汰。

【论断】

在电动车辆还有可再生能源这两个限制里，电板温度不休系统（BTMS）的联想和优化可太重要了。我们利用计划流体能源学（CFD）模拟，仔细相关了横向和纵向节距比是若何影响BTMS性能的。

驱逐标明，把电板单元之间横向和纵向的罅隙缩小，能让电板热不休系统的性能显明提拔，最大温升会镌汰，不外温度梯度也许会增大。

联想电板组的时候，得衡量最大温升、热梯度以及温度均匀性，这么才智适合不同应用的需求。相关东谈主员也持重指出，测量名义温度也许会低估电板里面温度，是以里面温度梯度得严慎研究。这些相关效力给电板性能和安全性的提拔提供了有利的引导。