電動汽車自燃的新聞，很大一部分原因就是動力電池溫度過熱，燒起來了。在工程上，一般認為動力電池的工作溫度最好在40℃以內。那么如何保持這個溫度呢？

汽車電機的工作需要三四百伏的高電壓，動力電池是由很多鋰離子電芯，通過串聯和并聯的方式來提高電壓和容量。比如用100個3.7伏的鋰電池電芯串聯，就能得到370伏的電池。不同品牌不同類型的電動汽車，電池組成方式可能不一樣，有的電芯是片狀的，有的是圓柱形的。

例如下圖的電池就是由很多個圓柱電池組成的，組裝后成為一個電池包整體裝到車上。串聯加并聯，一輛車的電池包可能包含上千個電芯，很壯觀。

這些電芯放電工作時都是發熱源，如果控制不好就會導致電池包溫度過高，燃燒起來。所以及時將這些熱量散出去，就極其重要。

散熱方式有的是通過風冷，用風扇對著電池包吹，優點是散熱結構相對簡單，缺點是從前往后的散熱效果會越來越差。

空氣剛進入電池包時，溫度比較低，散熱效果好。但是空氣邊流動邊吸熱，溫度慢慢就升高了，流到后面已經是熱空氣了，散熱效果肯定會下降。

另一種方式是通過液冷散熱，費用比風冷高，但液體的熱容和換熱能力比空氣厲害多了。用了液冷，有的要在風扇的基礎上再加個泵，抽著冷卻液循環轉起來。有的可能還會加壓縮機和換熱器，例如家用空調。不同品牌和類型的電動汽車，電池包散熱結構可能都會有些不同，有自己的設計和巧思在里邊。

本案例仿真模擬的電池包，它的散熱方式是：這8個塊是電池，底部板是導熱板，左邊的長方形是散熱翅片簡化后的多孔介質。電池上面和側面部分都是絕熱的，下面與導熱板相連，熱量先傳給導熱板，然后導熱板再傳給前面的翅片。在電池和翅片中間有風扇，對著翅片向左吹，就將熱量散了出去。

接下來的步驟是使用智能熱流體仿真軟件AICFD來還原它的散熱過程，看看計算后得到的散熱結果怎么樣，能不能控制在40度以內。

仿真所使用的這臺計算機的參數（環境）是： 處理器：i7-12700 2.10GHz，內存：32GB，操作系統：windows 11家庭中文版。

1. 打開AICFD，新建工程，導入模型。這個模型是離散后的，即畫了網格的，計算機仿真就是通過網格中的這些點來實現計算的。

2. 設置求解模型，穩態、不可壓、湍流、標準k-epsilon模型，沒有多相流和重力影響。

3. 對模型賦予材料屬性。比如把空氣的材料參數輸入之后，計算機就知道它是空氣了。然后依次輸入多孔介質、電池及導熱板的材料屬性，并把相應的材料綁定到對應的位置。

4. 設置多孔介質、電池及導熱板的邊界條件。這8個電池的上面和側面、導熱板的下面和側面，以及多孔介質的上面和前后側面都是絕熱的，軟件默認這些面就是絕熱的，所以就不需要一一設置了。需要設置的是多孔介質左右的邊界條件，風扇向左吹，進口空氣速度，5m/s，空氣溫度25℃，也就是298.15K，出口是壓力出口。

5. 給這8塊電池賦予能量，功率都設置成20w。

6. 設置求解參數，基本保持軟件默認的二階迎風、格林高斯等設置。

7. 設置求解器的啟停條件，算到5000步就不再繼續往下算了。

8. 設置初始流場，5m/s向左的流速。

9. 開始計算。經過了2個小時，計算結果已經出來了，殘差已穩定在比較小的值，讀取散熱板平均溫度是302.27K，也就是大約29℃。

10. 查看溫度云圖，顏色越紅，代表越熱。溫度最高點在電池上表面，看一下數據軸321K, 也就是大約48℃。

這個溫度還是稍微有些高了，所以這個模型可能還需要繼續調整優化散熱方式才能真正投入使用中，而我們廣大的動力電池設計師，每日做的就是這樣的研究工作，向他們致敬！