作品根源：1.贵州大学工程操练中央2.河北工程大学机器与设备工程学院0序言动力电池任务机能受温度影响较大，其适合的任务温度为20℃～40℃，温渡过高或过低都市

动力电池任务机能受温度影响较大，其适合的任务温度为20℃～40℃，温渡过高或过低都市影响其机能以至爆发损坏。为使动力电池组可以任务正在适合的温度局限内，动力电池包平常会修树热收拾体系。电池包热收拾体系征求冷却、加热和保温三大效力。

本文采用热流耦合的仿真技巧对电池包的保温计划举办讨论，苛重实质为钢制与铝制电池包箱体的保温机能举办对照讨论与分别计划的优化计划。

总的传热系数能够明白为归纳传热系数。电池包箱体的总的传热系数与箱体质料的导热机能、电池包内气体形态、箱体外壁处的气氛活动形态和电池包的密封处境相合。于是电池包箱体的总传热系数能够用与上述成分相合的物理参数来流露，即:

通过对上文公式举办阐发，能够得出影响电池包箱体保温机能的苛重成分为保温质料的冷桥的存正在。假设正在理思形态下，即保温质料完整的铺满电池包上盖和下箱体的内壁，很薄的保温质料就能到达对比理思的保温效率，但因为电池包的特别机合会有冷桥的存正在，如图1，使得电池包箱体的保温机能大幅低落。

本文基于某款纯电动车型的动力电池包箱体举办保温机能的讨论，该车型的动力电池包冷却办法为液冷，上盖为SMC质料，下箱体分为钢制与铝制两种。通过操纵Catia软件对钢制与铝制电池包箱体举办修模，电池包箱体的三维模子如图2所示。

本文通过操纵Hypermesh软件对钢制与铝制电池包箱体热阐发的有限元模子举办前收拾任务。通过操纵Taitherm软件对网格模子举办鸿沟前提的修树和举办热求解。

针对Taitherm软件对网格的恳求正在Hypermesh中设定网格规范，通过Hypermesh举办网格划分后的网格模子如图3、图4所示。

通过模子浏览器中的EditorTab对每个局限的零件类型、质料、厚度、外貌发射率、初始温度和对撒播热的合连参数举办修树，如图5所示。合连参数修树好后，查抄模子并提交筹划。

按照某企业规范，须要对动力电池包举办夏日保温工况和冬季保温工况举办仿线小时内电芯的均匀温度变动率<2℃/h。

按照是否填充箱体隔热保温质料，提出两种计划睹表2。并按照分别的计划的仿真阐发结果举办优化计划。

对钢制与铝制电池包箱体模子举办稳态筹划，如图6所示，能够得出结论为：电池包下箱体为苛重的传热部件，通过填充海绵橡胶后隔热保温机能会有擢升。

对钢制与铝制电池包箱体模子举办瞬态筹划，得出其分别工况下分别计划的温度变动，如图7、图8、图9、图10所示。

对电池包的瞬态仿真结果举办拾掇能够得出：钢制与铝制电池包夏日工况隔热机能对照（表3）、钢制与铝制电池包冬季工况保温机能对照（表4）。

按照稳态仿真结果阐发，电池包的下箱体为苛重的散热部件，因此苛重对电池包下箱体举办讨论。苛重思量到钢制与铝制电池包下箱体质料分别和机合分别。

起首思量下箱体质料的分别，钢材的导热系数为36〜54W/(m·k)，铝合金的导热系数为160W/(m·k)，铝合金比钢材的导热机能强，与仿真结果相反，于是质料导热机能不是影响本文电池包隔热保温机能的苛重由来。

其次思量下箱体机合的分别，刚制与铝制电池包下箱体截面图如图11所示。钢制电池包下箱体底板为单层高强钢板，其厚度为0.8mm，铝制电池包下箱体底板为众层中空机合，其厚度为15mm。中空机合内存正在气氛，气氛的导热系数约为0.0267W/(m·k)远小于钢材和铝合金的导热系数，因此尽管铝合金的导热机能比钢材的高，不过因为中空机合中的气氛使得铝合金下箱体整个的导热机能比钢制电池包的导热机能低。于是电池包下箱体机合是影响本文电池包隔热保温机能的苛重由来。

技巧一：通过填充海绵橡胶的厚度来擢升电池包下箱体的保温机能。保留上盖保温质料厚度稳固，将下箱体保温质料的厚度由从来的5mm填充到15mm并操纵Taitherm软件举办仿线小时内电芯的均匀温度变动率为2.58℃/h，已经无法知足计划恳求。因为电池包内空间限定无法一连填充保温质料的厚度。

技巧二：选用保温机能更高的质料。归纳思量保温机能与临盆本钱采用泡沫石棉为下箱体的保温保温质料，质料厚度的采取通过操纵Taitherm算进对模子众步迭代筹划，终末得出当泡沫石棉厚度为15mm时，4小时内电芯的均匀温度变动率为1.92℃/h，电池包保温机能知足计划恳求。

按照仿真的结果，铝制电池包的隔热保温机能较好，尽管正在不填充保温质料的处境下已经知足计划恳求，但思量到电池箱体还须要具备肯定的防卫热宣称效力和尽量低落本钱，只正在铝制电池包上盖内部粘贴5mm厚的泡沫橡胶。通过Taitherm软件对该优化计划举办仿真验证，其结果知足计划恳求。

本文以纯电动汽车的动力电池包箱体为讨论对象，通过三维修模和有限元仿真的技巧对钢制与铝制电池包箱体的保温机能举办了对照讨论，得出了铝制电池包箱体因为其下箱体采用中空机合，因此其隔热保温机能优于钢制电池包箱体。并对按照仿真结果对两种电池包箱体的保温计划计划举办了优化，钢制电池包采用上盖粘贴5mm厚的海绵橡胶、下箱体粘贴15mm厚的泡沫石棉的计划；铝制电池包采用只正在上盖粘贴5mm厚的海绵橡胶的计划。

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