基于“水滴状”扰流结构的液体工质主动散热技术研究OA

针对锂电池在高负荷及极端工况下易出现温升加剧、热失控等问题,常规冷却技术存在效率不足、压降与散热难以平衡的缺陷,亟需轻量化高效的液冷散热方案。本文采用数值仿真方法,建立了Bernardi生热方程与流-固-热耦合模型,经实验验证,模型的平均相对误差仅0.58%,在此基础上系统参数化分析通道构型、质量流量及水滴状扰流结构对散热性能的影响。研究发现:蛇形通道散热效果最优,最高温度30.9℃,温差1.3℃,但压降达5740 Pa;直线形与环形通道压降仅为272 Pa和404 Pa,最高温度却高达35.3℃和35.2℃,质量流量增至60 mL/min后,降温速率从0.24℃(/mL/min)降至0.04℃(/mL/min),30~45 mL/min为兼顾散热与能耗的最优区间。水滴状扰流结构对散热增益有限,仅使蛇形、环形通道最高温度分别降低0.6℃和0.5℃,但压降分别增加49.3%和40.5%,增大迎角未改变最高温度。本研究揭示了层流条件下光滑扰流结构的散热局限性,为锂电池液冷系统的轻量化、低阻高效设计提供了理论依据与参数指导。