[發(fā)明專利]一種電池模組導(dǎo)熱板排布優(yōu)化方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710235800.5
• 申請日: 2017-04-12
• 公開（公告）號: CN106785230B
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 任永歡;張燕梅;余子群;宋光吉
• 申請（專利權(quán)）人: 廈門金龍聯(lián)合汽車工業(yè)有限公司
• 主分類號: H01M10/613
• 分類號: H01M10/613;H01M10/617;H01M10/625;H01M10/633;H01M10/651;H01M10/6555
• 代理公司: 泉州市博一專利事務(wù)所 35213
• 代理人: 方傳榜;莊俊佳

1.一種電池模組導(dǎo)熱板排布優(yōu)化方法，其特征在于：所述排布優(yōu)化方法包括以下具體步驟：

步驟一：電池模組由N個電池單體組成，電池單體與單體之間留一定的空隙，從電池模組外側(cè)至模組中心的空隙逐漸增大；

步驟二：以電池使用工況的電流大小和使用時間為依據(jù)，以步驟一中電池單體與單體之間的空隙以及電池單體與模組箱體之間的空隙為變化參數(shù)搭建熱仿真模型；空隙大小方案個數(shù)M不少于10個，根據(jù)熱仿真計算結(jié)果，得到各個電池單體的平均溫度為T__avg，計算N個電池單體T__avg的平均值和離散度，根據(jù)計算結(jié)果，進一步調(diào)節(jié)M個方案的空隙大小設(shè)置得到M’個方案，使模組的外側(cè)電池和中心電池T__avg的差減小，最終繪制每組方案M+ M’個對應(yīng)的平均溫度關(guān)系圖；并計算每組方案所對應(yīng)箱體體積時模組的體積比能量，繪制每組方案與體積比能量關(guān)系圖；根據(jù)繪圖結(jié)果兼顧兩項指標(biāo)確定電池單體與單體之間從中心至外側(cè)空隙大小遞減方案，以及電池單體與模組箱體之間空隙大小的最佳方案；

步驟三：分別計算電池單體縱向和橫向的熱導(dǎo)率，縱向，即垂直于電極片的方向的熱導(dǎo)率kT__radical計算公式為：L__batt/(L__pos/kT__pos+L__neg/kT__neg+L__{pos_cc}/kT__{pos_cc}+L__{neg_cc}/kT__{neg_cc}+L__sep/kT__sep)，橫向，即平行于電極片的方向的熱導(dǎo)率kT__parallel計算公式為：(kT__pos*L__pos+kT__neg*L__neg+kT__{pos_cc}*L__{pos_cc}+kT__{neg_cc}*L__{neg_cc}+kT__sep*L__sep)/L__batt。式中，L代表長度，KT代表熱導(dǎo)率，下標(biāo)中的batt代表電池厚度、pos代表正極極片厚度、neg代表負極極片厚度、pos_cc代表正極集流體厚度、neg_cc代表負極集流體厚度、sep代表隔膜厚度；

步驟四：根據(jù)計算結(jié)果，選用熱導(dǎo)率接近或大于該方向熱導(dǎo)率的材料作為導(dǎo)熱板填充在該方向的接觸面之間；

步驟五：電池單體與電池模組箱體之間的空隙所使用導(dǎo)熱板的板材遵從步驟四規(guī)律；

步驟六：對板材布局優(yōu)化后的體系按照一定的產(chǎn)熱功率和產(chǎn)熱時間進行熱仿真計算；

步驟七：對全部采用高熱導(dǎo)率的未優(yōu)化體系進行熱仿真計算對比優(yōu)化前后的動力電池模組重量數(shù)據(jù)和電池溫升數(shù)據(jù)，并根據(jù)對比結(jié)果按照步驟二進一步地調(diào)整空隙大小，直至得到散熱效果好、重量輕并且內(nèi)外電池溫度均勻的方案。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電池模組導(dǎo)熱板排布優(yōu)化方法，其特征在于：所述步驟一中電池單體之間以及電池單體與模組箱體之間的空隙為不均勻分布，呈內(nèi)大外小，以減弱溫度分布不均勻性，各個空隙大小采用熱仿真進行多次優(yōu)化，參數(shù)變化間隔小于5mm，參數(shù)個數(shù)不少于5個，根據(jù)熱仿真計算結(jié)果，繪制空隙大小與模組平均溫度關(guān)系圖，并計算空隙大小所對應(yīng)箱體體積時模組的體積比能量，繪制空隙大小與體積比能量關(guān)系圖，根據(jù)繪圖結(jié)果兼顧兩項指標(biāo)確定最佳空隙大小，使綜合結(jié)果達到最優(yōu)并綜合考慮模組箱體體積因素而得到。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電池模組導(dǎo)熱板排布優(yōu)化方法，其特征在于：所述步驟二中平均溫度T__avg由各個單體根據(jù)溫度分布進行體積積分，再平均后得到。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電池模組導(dǎo)熱板排布優(yōu)化方法，其特征在于：所述步驟三中L__batt 為L__pos+ L__neg+ L__{pos_cc}+ L__{neg_cc}+ L__sep之和。