我院教师张勇教授针对动力电池包热问题,开展了高效率、低流阻、强均温的散热液冷板研究。其研究结果“ Effects of one special-shaped pin fin on the flow and heat transferperformance in the liquid cooling plate for a battery pack ”在传热学领域国际顶刊International Journal of Thermal Sciences(JCR一区,中科院二区,IF:4.5)上发表(https://doi.org/10.1016/j.ijthermalsci.2023.108643)。
动力电池包是新能源车辆的核心部件,温度对其性能影响极大。高温或温差过大,会严重影响其使用性能甚至发生热失控灾难性故障。对此,通过热管理技术,实现动力电池包高效、低能耗散热,并保持各电池单体温度均匀,对提升其续航里程和安全性能至关重要。
张勇教授在圆柱扰流强化产热的基础上,考虑了多项其他特征结构参数,提出了一种斜劈式异型扰流柱结构,采用数值方法研究了其结构与布置参数对液冷板流道内流动与传热性能的影响机理,并采用温度均匀性系数进行量化表征,验证其综合散热性能。结果表明:布置该扰流柱会对流道内流动产生扰动、增大流道内上表面附近流速,有利于增强散热,同时也会增加流动阻力;扰流柱的结构与布置参数在一定取值范围内,流道内流动换热综合性能系数Tp均大于1,即流道内流动换热综合性能提高;当宽长比为0.5、高度比为0.7、宽度比为0.3、间隔比为1.0时,流道内流动换热综合性能最好,当Re=1000时,流动换热综合性能系数提高58%;将该扰流柱应用于某在用工程车辆的冷却板的蛇形通道内,冷却板的最高温降低3.5 K,温差降低3.5 K,温度均匀性系数降低56%,即增加扰流柱后可综合提高液冷板散热性能。
该论文第一作者为我院张勇教授,湖南工业大学机械工程学院为第一署名单位。该研究得到了国家自然科学基金,湖南省自然科学基金的支持。