文章来源：东风日产乘用车公司技术中心
前言
近年来国家不断加大对新能源产业的扶持力度，新能源车得到迅速发展，动力电池是决定一辆电动车性能的关键因素。电池包热管理技术取得了长远发展，对其研究多集中于电池包单体内部的散热和产热，电池包外壳温度对包内的温度影响也至关重要。这涉及电池包在实车布置中引起的热害问题，过往研究主要集中在室温环境下，一般将电池单体放在恒温箱中评价，或单独建立排气管、隔热罩、电池包进行热害仿真的研究，而在实车中部件很多，局部温度会受全场影响，基于电动汽车整车实际运行的电池包热害研究更准确更有指导意义。本文基于某款增程式电动车数据，通过Starccm+、Taitherm等CFD软件计算整车温度场，得到了电池外壳温度，再将外壳温度映射到单独建立的电池包模型，进行包内的温度场计算，确保获得更接近实际的温度边界。
一般排气管位于电池包侧面，本文论及车型中电池包结构下方留有排气管的通道，排气管位于电池包中间正下方，三个方向都会向电池包辐射散热，因此对温度要求更高。
1问题背景与数学模型
1.1问题背景
在某全新的增程式电动车中，电池包与排气管相对位置如图1所示。电池包下方留有排气管通道，通道表面全部覆盖隔热罩，电池包前隔热罩做出排气管穿过的缺口，排气管向通道的三个表面辐射热量。为保证电池内部模块在正常温度区间工作，电芯模组接触的内壳温度要求在60℃以下，需进行优化降低排气管热害。
由排气管到电池包内壳的传热过程主要热阻示意如下图2所示，降低热害本质是要增加排气管到外壳之间的传热热阻。
1.2数学模型基本理论
对于整车热流场分析，将空气视为不可压缩流体，则整个流场为三维、定常、粘性、湍流流动，控制方程为雷诺平均N-S方程，遵循质量守恒、动量守恒、能量守恒定律。
（1）质量守恒方程：
（2）动量守恒方程（运动方程，N-S方程）：
（3）能量方程
式中：v为平均速度，vi为平均速度分量，xi为坐标分量，T为温度，K为流体的传热系数，Cp为比热容，
ST为粘性耗散，表示流体内热源由于粘性作用使流体机械能转化为内能的部分。
运用CFD进行仿真时，本文采用标准k-ε湍流模型进行计算求解，控制方程包括k方程和ε方程，分别为：
式中：GK、Gb分别为平均速度梯度和浮力引起的湍动能的产生项；YM为可压湍流中脉动扩张的影响；
C1ε、C2ε和C3ε为经验常数；Sk和Sε为用户定义的源项。
在Taitherm中进行热辐射计算，数值计算遵循斯蒂芬-玻尔兹曼定律和兰贝特定律，公式分别如下：
式中为光谱辐射力，为波长，T为热力学温度，c1、c2为辐射常量，为定向辐射强度。
2整车模型建立
在Starccm+中按照1:1建立整车三维模型，全局按照最小8mm，最大24mm划分面网格，机舱重要部件如冷却系统、风扇以及重点