一种电池模组导热板排布优化方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106785230A(43)申请公布日2017.05.31(21)申请号201710235800.5H01M10/6555(2014.01)(22)申请日2017.04.12(71)申请人厦门金龙联合汽车工业有限公司地址361000福建省厦门市集美区金龙路9号(72)发明人任永欢张燕梅余子群宋光吉(74)专利代理机构泉州市博一专利事务所35213代理人方传榜庄俊佳(51)Int.Cl.H01M10/613(2014.01)H01M10/617(2014.01)H01M10/625(2014.01)H01M10/633(2014.01)H01M10/651(2014.01)权利要求书2页说明书4页附图2页(54)发明名称一种电池模组导热板排布优化方法(57)摘要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。CN106785230ACN106785230A权利要求书1/2页1.一种电池模组导热板排布优化方法，其特征在于：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；步骤三：分别计算电池单体纵向和横向的热导率，纵向（垂直于电极片的方向）热导率kT_radical计算公式为：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)，横向（平行于电极片的方向）热导率kT_parallel计算公式为：(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代表长度，KT代表热导率，下标中的batt代表电池厚度、pos代表正极极片厚度、neg代表负极极片厚度、pos_cc代表正极集流体厚度、neg_cc代表负极集流体厚度、sep代表隔膜厚度；步骤四：根据计算结果，选用热导率接近或大于该方向热导率的材料作为导热板填充在该方向的接触面之间；步骤五：电池单体与电池模组箱体之间的空隙所使用导热板的板材遵从步骤四所述规律；步骤六：对板材布局优化后的体系按照一定的产热功率和产热时间进行热仿真计算；步骤七：对全部采用高热导率的未优化体系进行热仿真计算对比优化前后的动力电池模组重量数据和电池温升数据，并根据对比结果按照步骤二进一步地调整空隙大小，直至得到散热效果好、重量轻并且内外电池温度均匀的方案。2.根据权利要求1所述的一种电池模组导热板排布优化方法，其特征在于：所述步骤一中电池单体之间以及电池单体与模组箱体之间的空隙为不均匀分布，呈内大外小，以减弱温度分布不均匀性，各个空隙大小采用热仿真进行多次优化，参数变化间隔小于5mm，参数个数不少于5个，根据热仿真计算结果，绘制空隙大小与模组平均温度关系图，并计算空隙大小所对应箱体体积时模组的体积比能量，绘制空隙大小与体积比能量关系图，根据绘图结果兼顾两项指标确定最佳空隙大小，使综合结果达到最优并综合考虑模组箱体体积因素而得到。3.根据权利要求1所述的一种电池模组导热板排布优化方法，其特征在于：所述步骤二中平均温度T_avg由各个单体根据温度分布进行体积积分，再平均后得到。4.根据权利要求1所述的一种电池模组导热板排布优化方法，其特征在于：所述步骤三