基于MMC-密度法的电池包冷却板散热流道拓扑优化设计

来源：计算力学学报杂志2025年第4期北京时间：

作者：宋文超,李征,谷俊峰,阮诗伦,申长雨

单位：大连理工大学 工程力学系, 大连 116024,大连理工大学 工程力学系, 大连 116024,大连理工大学 工程力学系, 大连 116024,大连理工大学 工程力学系, 大连 116024,大连理工大学 工业装备结构分析优化与CAE 软件全国重点实验室, 大连 116024,大连理工大学 工程力学系, 大连 116024

摘要：提出了一种基于可移动构件法-密度法拓扑优化的锂离子电池包冷却板流道设计。首先,利用二次贝塞尔函数曲线生成的构件来描述流道。其次,以冷却板最小平均温度作为目标函数,设定约束条件为冷却板中的流体体积与流场耗散构建拓扑优化列式,对具有两个入口两个出口的冷却板流道进行拓扑优化设计。之后采用构件法研究了不同出入口位置下冷却板流道的最优设计,并利用密度法对散热能力较优的流道进一步优化,使得流道布局更加合理,边界更加光滑。最终与传统的栅格形流道相比,基于构件法获得的流道设计平均温度降低了6.653 K,最高温度降低了23.62 K,基于MMC-密度法获得的流道设计的平均温度降低了6.887 K,最高温度降低了24.238 K。

关键词：拓扑优化,OpenFOAM,可移动构件法,二次贝塞尔曲线,

基金资助：国家重点研发计划(2023YFE0207500);国家自然科学基金面上项目(12472115)资助.