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申请/专利权人:天津大学
摘要:本发明公开了一种考虑尺寸约束的电池冷板流道拓扑优化方法,该拓扑优化方法包括以下步骤:建立二维冷板模型确定拓扑优化参数和冷却液热物理参数;对有限单元进行两次密度过滤和投影,得到单元物质密度;建立设计域材料插值函数;构建目标函数与优化准则,施加边界条件,建立拓扑优化模型;根据模型,选择二维求解器分析求解;收敛判断,若满足条件,即获得设计方案。本发明所述的一种考虑尺寸约束的电池冷板流道拓扑优化方法,通过两次密度过滤和投影达到协同控制最小和最大尺寸的目的,使得整个冷板流道结构满足均布尺寸要求,同时得到更多种的构型以满足制造要求,此外,提高了电池冷板散热效果及电池系统的性能和寿命。
主权项:1.一种考虑尺寸约束的电池冷板流道拓扑优化方法,其特征在于,包括以下步骤:1建立具有入口和出口的二维冷板模型,确定冷板拓扑优化参数和冷却液的热物理参数,随后将所述二维冷板模型中的设计域离散成N个有限单元,其中,所述冷板拓扑优化参数包括入口处的冷却液的温度Tin、入口处的冷却液的流速uin、热源发热量fT、和出口处的压力pout,所述冷却液的热物理参数包括导热系数k、密度ρ、定压比热容cp和动力粘度μ;2依次以最小过滤半径和最大过滤半径对各所述有限单元进行两次密度过滤和投影,将获得的两个投影场逐点相乘后,得到单元物质密度,以满足最小和最大尺寸约束;3获取冷板和冷却液的反渗透率、热传导系数,采用插值函数描述所述反渗透率、所述热传导系数与所述单元物质密度之间的关系;4基于所述反渗透率、所述热传导系数与所述单元物质密度之间的关系,以所述冷板的表面平均温度与流体流动耗散功为优化目标,建立考虑尺寸约束的电池冷板拓扑优化模型;5根据所述冷板拓扑优化模型,选择二维求解器分析求解;6收敛判断,若满足收敛条件,即获得所述冷板流道的设计方案,若不满足收敛条件,则重复步骤2至5,其中,拓扑优化结果收敛的条件为: 其中,为当前迭代得到的目标函数值,为上一代迭代得到的目标函数值,E为目标函数值的允许误差。
全文数据:
权利要求:
百度查询: 天津大学 一种考虑尺寸约束的电池冷板流道拓扑优化方法
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