【摘 要】
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随着大气污染和资源短缺问题的日益加剧,越来越多的国家开始大力推动电动汽车的发展。电动汽车的核心是动力电池,动力电池的性能影响着电动汽车的质量和用户体验。而温度对动力电池性能的影响是显著的,在大电流放电时,电池产生的热量若没有及时散出,电池会出现寿命衰减、燃烧甚至爆炸等问题。因此,为了将温度维持在最佳的范围内,设计合理的电池热管理系统（Battery Thermal Management Syste
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随着大气污染和资源短缺问题的日益加剧,越来越多的国家开始大力推动电动汽车的发展。电动汽车的核心是动力电池,动力电池的性能影响着电动汽车的质量和用户体验。而温度对动力电池性能的影响是显著的,在大电流放电时,电池产生的热量若没有及时散出,电池会出现寿命衰减、燃烧甚至爆炸等问题。因此,为了将温度维持在最佳的范围内,设计合理的电池热管理系统（Battery Thermal Management System,BTMS）对于提高动力电池的性能具有重要的意义。首先,本文根据压降损失方程和流量损失方程建立了流动阻力模型,可以计算出冷却通道内的空气流速;根据能量守恒方程建立了换热模型,可以计算出电池的温度。流动阻力模型和换热模型通过对流换热系数的连接构成了电池热管理系统的散热数学模型,并采用计算流体力学（Computational Fluid Dynamics,CFD）方法验证了散热数学模型的可靠性。然后,在散热数学模型的基础上进行了敏感性分析,研究了进口流量、电池间距、分流角度、分流宽度、汇流角度和汇流宽度对电池热管理系统的功率消耗,最高温度,最大温差的影响,明确了电池热管理系统的优化参数。最后,在带有精英保留策略的快速非支配遗传算法（Non-dominated Sorting Genetic Algorithm-3,NSGA3）的基础上采用差分变异方式建立了带有精英保留策略的快速非支配差分遗传算法（Non-dominated Sorting Genetic Algorithm-3Differential Evolution,NSGA3DE）。以功率消耗、最高温度和最大温差为优化目标,以分流角度、汇流角度、汇流宽度、电池间距和进口流量为参数变量,采用NSGA3DE算法对散热数学模型参数优化。结果表明:与优化前的BTMS相比,优化后的BTMS功率消耗降低了 16.7%,最大温差降低了 60.7%,最高温度降低了 3.4K。
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