锂离子电池液冷散热通道拓扑优化设计研究

陈瑶1，詹森1，黄文姣2，刘聪1，许重阳1（1. 重庆交通大学 机电与车辆工程学院；2. 中国汽车工程研究院股份有限公司）

摘要：针对传统通道型电池液冷板压降高和均温性差的问题，采用多目标拓扑优化方法对液冷板进行优化设计。通过试验建立电池产热模型，基于变密度法构建液冷板拓扑优化模型，研究了不同进出口位置布置形式对拓扑优化后液冷板的性能影响，从中优选出性能最佳的液冷板，并将其与传统直通道液冷板对比分析。结果表明，不同进出口位置布置形式下得到的拓扑通道在温度和压降性能方面差异较大，当进出口布置在沿液冷板长边中心对称线时，拓扑优化后的液冷板具有最好的综合性能，其与直通道液冷板相比具有更强的流动换热性能，在入口流量为5 g/s 时，最高温度、温度标准差和压降分别下降了1.38%、22.35%和28.36%。这种新型液冷板可为后续电池热管理系统散热设计提供新思路。

关键词：电池热管理系统；液冷板；拓扑优化；进出口位置