高溫40℃18Kw(1.5C)直流充電仿真

冷卻.gif

前面的幾何處理步驟和流道VOF仿真類似,導入3D-CAD中進行壓印處理,然后在part里面進行破面的檢查。

從流體區域中分離出進口,出口1.2.

高溫40℃18Kw(1.5C)直流充電仿真的圖2

分配零部件至區域

高溫40℃18Kw(1.5C)直流充電仿真的圖3

在區域里面定義進出口(進口為質量流量進口、壓力出口),這里定義的原因是,只有定義了邊界以后,畫網格的時候才能產生棱柱層。

高溫40℃18Kw(1.5C)直流充電仿真的圖4高溫40℃18Kw(1.5C)直流充電仿真的圖5

Operation條件下劃分網格

在基于幾何的條件下建立自動網格,在這里一般是大面(上蓋下蓋、空氣域合一起),水冷板和流體域在一起劃分網格、電池導熱墊和隔熱板和端板側板在一起劃分。

1)大面劃分

高溫40℃18Kw(1.5C)直流充電仿真的圖6

基本尺寸給35mm,最小尺寸為基本尺寸的10-20%mm

高溫40℃18Kw(1.5C)直流充電仿真的圖7高溫40℃18Kw(1.5C)直流充電仿真的圖8

模型的外空氣域的厚度為600mm左右,600/35=17.1層網格,一般保證在一個方向有十層網格就行了。

高溫40℃18Kw(1.5C)直流充電仿真的圖9

2)流道和流體區域網格劃分

高溫40℃18Kw(1.5C)直流充電仿真的圖10

這里將流道和流體區域合在一起劃分的原因是,兩者結合劃分,能節約生成網格時間,以及保證兩者劃分的網格能更加的貼切。

查看入口直徑,為8mm,則基本尺寸設置為8mm,網格要在這個方向畫十層網格,所以最小尺寸為直徑的10~15%,設置15%就行了,不然生成的網格太多了。設置棱柱層為3層,棱柱層延伸為1.2,棱柱層厚度為0.6mm(絕對尺寸)。

一般棱柱層厚度為入口半徑(4mm)的10%,取了0.6mm。稍微大了一點點。

高溫40℃18Kw(1.5C)直流充電仿真的圖11高溫40℃18Kw(1.5C)直流充電仿真的圖12

高溫40℃18Kw(1.5C)直流充電仿真的圖13

(3)對電芯等剩余部件進行網格劃分,選擇薄體網格劃分

高溫40℃18Kw(1.5C)直流充電仿真的圖14

通過觀察,電池包的厚度為80mm,所以電池的基本尺寸給8mm,可以畫80/8=10層網格了。最小表面尺寸可以給15~25%,薄體層數給2~3層(主要是針對導熱墊和環氧板)。

高溫40℃18Kw(1.5C)直流充電仿真的圖15

2.%2 設置物理屬性

在連續體下定義各種材料參數

1)定義空氣參數

高溫40℃18Kw(1.5C)直流充電仿真的圖16

設置完成后,修改重力的方向

高溫40℃18Kw(1.5C)直流充電仿真的圖17

2)定義電池的物理連續體

高溫40℃18Kw(1.5C)直流充電仿真的圖18

注意:這里需要修改電池的導熱率,設置其為各向異性。同時其材料屬性根據實際的情況給予(密度,導熱率,比熱容)。

高溫40℃18Kw(1.5C)直流充電仿真的圖19

因為導熱墊、端板、側板、上蓋下蓋的物理屬性都差不多,只是材料屬性不同,按照電池的物理屬性繼續設置。

3)定義流體區域

高溫40℃18Kw(1.5C)直流充電仿真的圖20

這里也需要設置重力,同樣也要修改重力的方向和跟換冷卻液的物理參數。

定義完成后的物理連續體

高溫40℃18Kw(1.5C)直流充電仿真的圖21

在區域里面賦予對應的物理屬性

高溫40℃18Kw(1.5C)直流充電仿真的圖22

定義完成后,依次劃分網格右鍵建立的網格——Excute,依次對AirFLUIDYLB劃分網格,分三次劃分的好處是可以階段性的查看網格的質量,同時修改參數。

最好的劃分順序應該是液冷板和流體區域、電池包和端板、最后是外空氣域和上蓋。這樣的好處是對目標區域液冷板和流體區域重要位置先進行劃分,保證其質量,越不重要的零部件放在最后劃分。

高溫40℃18Kw(1.5C)直流充電仿真的圖23

三個都劃分好以后,對網格進行質量檢查-診斷-選擇所有零部件

高溫40℃18Kw(1.5C)直流充電仿真的圖24

通過下圖可以看出,可以查看有多少體網格以及檢查網格的質量,一般檢查紅色方框中的網格數量是否為0,前四項都為0,網格質量合格。

高溫40℃18Kw(1.5C)直流充電仿真的圖25

設置報告和創立邊界條件

報告

定義質量流量進口流量和定義溫差函數

1)設置溫度監測點——檢測點放在電芯的極耳部分

2)創立報告MaxTbat——最大值——選擇剛剛創立的檢測點,單位選擇℃

3)創立報告MinTbat——最小值——選擇剛剛創立的檢測點,單位選擇℃。

將兩者創立單個監視器

高溫40℃18Kw(1.5C)直流充電仿真的圖26

1)創立進出口溫度報告(表面平均值)

2)選擇表面平均值

高溫40℃18Kw(1.5C)直流充電仿真的圖27

3)創立TinletToutlet,場函數選擇溫度——單位選擇攝氏度

高溫40℃18Kw(1.5C)直流充電仿真的圖28

建立壓降報告——高壓選擇入口——低壓選擇出口

定義進口質量流量和冷卻液溫度

高溫40℃18Kw(1.5C)直流充電仿真的圖29

設置場函數——定義場函數Tinlet-選擇單位為溫度——設置單位為K(開爾文)

其中:K=273.15+攝氏度

高溫40℃18Kw(1.5C)直流充電仿真的圖30

定義進口溫度函數——選擇之前創立的報告MaxTbat

${TinletReport}>(273.15+25)?(273.15+25):(${TinletReport}>(273.15+30)?(275+15):(${TinletReport}>(275.15+45)?(275.15+10):(275.15+5)))

高溫40℃18Kw(1.5C)直流充電仿真的圖31

定義進口質量流量函數Vinlet——設置單位為kg/s

(${MaxTbatReport}-${MinTbatReport})<(273.15+5)?0:(${MaxTbatReport}>(273.15+50)?0.2685:0.179)

高溫40℃18Kw(1.5C)直流充電仿真的圖32


報告設置完成

定義流體區域的進口質量流量和進口流體溫度

高溫40℃18Kw(1.5C)直流充電仿真的圖33

定義進口溫度

高溫40℃18Kw(1.5C)直流充電仿真的圖34

設置電池的三個方向的熱導率

高溫40℃18Kw(1.5C)直流充電仿真的圖35

其中三個方向的導熱率設置

高溫40℃18Kw(1.5C)直流充電仿真的圖36

定義電池的熱源——時間(s)和發熱功率(w)曲線

高溫40℃18Kw(1.5C)直流充電仿真的圖37

3.3.%3 設置求解時間和停止標準

這是1.5C充電——總時間為1/1.5乘以總時間(3600s)乘以80%

本次采用的總時間為314s

隱式不定常取3s——到后期求解一半了,殘差曲線收斂了可以取大一點(取5s10s都行)

高溫40℃18Kw(1.5C)直流充電仿真的圖38

停止標準——最大內迭代取10,剛開始取大一點,等到中期求解的差不多了,取5或者3節約時間,開始的時候還是要取大一點。

高溫40℃18Kw(1.5C)直流充電仿真的圖39

最大物理時間取314s

如果是設置這種類型的視圖

高溫40℃18Kw(1.5C)直流充電仿真的圖40

設置顯示幾何的時候最好不要把流體區域選擇進來,會影響視圖觀察效果。

高溫40℃18Kw(1.5C)直流充電仿真的圖41

后處理求解

高溫40℃18Kw(1.5C)直流充電仿真的圖42

標量零部件選擇電池,輪廓樣式平滑填充,函數選擇溫度,背景色選擇固體

高溫40℃18Kw(1.5C)直流充電仿真的圖43

新建幾何——零部件選擇底托盤、環氧板、流道、流體區域

高溫40℃18Kw(1.5C)直流充電仿真的圖44

不透明度選擇0.2~0.3,輪廓取消勾選、表面勾選上。

導出圖片——觸發選擇時間差

高溫40℃18Kw(1.5C)直流充電仿真的圖45

高溫40℃18Kw(1.5C)直流充電仿真的圖46

時間差和隱式不定常時間保持一致,停止時間選擇314s

一些設置技巧&mdash;&mdash;可以存儲一些特定的視圖,方便導出圖片

高溫40℃18Kw(1.5C)直流充電仿真的圖47


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