動力電池熱仿真的案例
新能源動力電池熱管理仿真必備技能大揭秘！(內附課程視頻)
眾所周知，新能源動力電池熱流體仿真分析，因其復雜性和廣泛性，想要從入門到精通，需要學習到每個板塊的內容，如果想要在短時間內完成，那更將是一項艱巨任務！因此對于新手來說，如果想要靠自學摸索，從新手到獨立構建熱仿真模型之路就變得尤為漫長！
因此本套《starccm+新能源動力電池熱管理仿真入門到進階》課程專為想快速入門并找到心儀熱仿真工作的人群研發，也是目前市場上唯一一套從PACK模型簡化，到熱模型構建，再至后處理評價全程詳盡的系統講解。
這段學習之旅遠不止于對SCDM/Star-CCM+軟件操作的掌握，它更是一次深入新能源動力電池熱管理仿真與設計的全面探索。通過本次系統學習，您將迅速具備獨立構建電池PACK模型及熱流體仿真分析的能力，實現職業生涯的飛躍！
新能源動力電池熱管理仿真如何快速入門
今日好課推薦：
《Starccm+動力電池熱管理CFD仿真入門到進階25講》
課程適合人群：
1.新能源行業應屆畢業生
2.熱管理領域人士（1-2年經驗）
3.跨行業轉行人員
課程學習建議：
對于剛畢業初入職場或渴望提高熱管理能力迅速成長的同學，推薦從入門課程開始，重點學習熱管理設計與仿真。根據個人對軟件的熟悉程度，靈活選擇課程，快速構建熱管理能力基礎。
有的人會問：“我是熱管理仿真工程師，為什么要去學習設計課程？”，熱管理設計與仿真緊密相連，想要成為一名合格的熱管理仿真工程師，掌握設計課程同樣重要，單一技能在職場中的競爭力有限，崗位也只能定格在評估工程師。
??相關課程跳轉：
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一文看懂「電池熱管理工程師」的進階路！月薪3W-6W不是夢～
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展開 如何進行動力電池熱管理仿真和設計
本套課程，是目前市場上唯一一套從PACK模型的簡化原則到熱模型建立和后處理評價標準的系統講解，同時也熱管理設計的課程基于最基礎的熱設計知識，系統的講解了電池熱管理系統在設計時基本流程和設計方法，整個過程不僅僅是軟件的學習，也是對動力電池熱管理設計學習，短時間內讓你對熱管理仿真和設計分析知其然知其所以然，讓你擁有獨立建立電池PACK熱管理仿真分析和熱管理設計能力。
本人對新能源汽車有免費資料分析公眾號：新能源汽車熱管理仿真技術，關注回復“1”，可領取更多熱管理方面資料。
同時本人也在技術鄰平臺更新新能源動力電池熱管理仿真和設計課程如下
1、 基于starccm+在動力電池熱管理仿真技術應用、
2、新能源汽車PACK熱流體仿真進階20講
3、新能源動力電池熱管理設計入門到進階23講
4、 Hypermesh網格劃分-精講進階視頻教程
5、有限元分析ANSA19.0視頻教程零基礎入門到精通50講
6、Hypermesh軟件CAE流體網格劃分CFD前處理
7、CAE | STAR-CCM+流體CFD分析零基礎視頻教程
展開 一條通往合格動力電池熱管理仿真和設計工程師之路
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一文帶你了解汽車動力電池熱管理系統的類型、管理方案以及發展趨勢（內含視頻教程）
好課推薦 | 新能源動力電池熱管理設計入門23講
【技術帖】基于OptiStruct的蓄電池支架有限元分析Ansys Fluent 電池熱失控仿真實例與驗證專欄 | 新能源動力電池熱管理設計和仿真分析
新能源汽車動力電池熱管理熱流體仿真案列分析
熱管理系統設計結構圖如下：
圖5 熱管理系統設計結構圖
三、 仿真分析
鋰電池Pack設計中往往會借助熱流體仿真分析來輔助工程師完成pack熱管理系統設計，在熱管理系統設計階段，可對Pack、模組或電池進行熱場仿真分析，根據仿真結果快速地選擇出冷卻、加熱和保溫方式；在冷卻子系統設計階段，可以對Pack、模組或電池（帶冷卻子系統）進行熱場和流場仿真分析，根據仿真結果確定冷卻通道設計、冷卻介質、冷卻入口溫度和流量以及風扇或泵的參數等。
借助熱流體仿真分析工具，大部分的Pack熱管理設計工作和部分測試工作都可以在電腦上完成。大量的設計、制造、測試工作可以被省略，Pack設計的成本也會大幅度下降。下面基于案例的方式，介紹一下動力電池熱管理仿真分析的基本流程和技巧。
該案列液冷系統的設計目標為：在指定工況下運行，電池系統內部電芯的最大溫度小于50℃；電芯之間的溫差小于等于5℃；液冷系統的壓降小于10kPa，依據下圖7電芯單體的產熱數據，計算在1c滿放的情況下電池系統的產熱功率。
利用STAR-ccm+軟件的VOF模型，清楚的仿真出液冷板內從開始注入冷卻液到注滿冷卻熱的過程。
設置進口兩相材料的體積分數：cooling water：air=1：0
設置出口兩相材料的體積分數cooling water：air=0：1
定義進口質量流量值：4L/min
從云圖6中我們可以看到，在不到1min的時間內，冷卻液充滿整個液冷板內腔。同時在流道的轉彎區有漩渦現象，有優化空間。
展開 動力電池熱管理仿真分析教程
自2019年10月10日起，我將在平臺發布《新能源汽車PACK熱流場分析進階16講》。
當前我已經更新到第15期，感興趣的朋友可以關注和訂閱，微信：fxy331386375或加動力電池交流群：701157725
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一、為什么要做汽車熱流場仿真分析
動力電池是電動汽車的能量來源，在充放電過程中電池本身會產生一定熱量，從而導致溫度上升，而溫度升高會影響電池的很多特性參數，如內阻、電壓、SOC、可用容量、充放電效率和電池壽命。高溫將大大降低電池的日歷壽命，從而影響到整車的性能和使用壽命。溫度過低也會使得動力電池容量下降，充電時間過長，從而影響電動車的性能。
鋰電池Pack設計中往往會借助熱流體仿真分析來輔助工程師完成pack熱管理系統設計，
借助熱流體仿真分析工具，大部分的Pack熱管理設計工作和部分測試工作都可以在電腦上完成。大量的設計、制造、測試工作可以被省略，Pack設計的成本也會大幅度下降。
本課程案例：基于目前市場上主流的動力電池的熱管理設計都是采用液冷設計，本案列以采用液冷的方式對新能動力電池進行液冷或液熱，以ANSYS-SCDM軟件做為電池包PACK建模的前處理器，以STAR-CCM+軟件作為液冷系統流場仿真和PACK熱場仿真的求解器，建立了液冷系統流場仿真和PACK熱場仿真分析模型，最終實現了動力電池在低溫停車加熱工況，常溫行車、高溫行車工況PACK內部電池溫度變化情況，提出合理的對仿真結果評估的方法
本課程不僅僅是關于動力仿真流程學習課程，同時也是對新能源汽車動力電池熱管理技術設計經驗分享課程。
展開 淺析動力電池熱失控機理和仿真分析
3、系統級熱管理仿真
進行系統級電池冷卻分析，進行chiller和散熱器等部件選型
能夠考慮電流限制的影響
能夠建立從電池熱管理的子系統模型到整車的能量管理模型，從而全面的分析車輛系統和子系統/零部件的能 量流動和效率以及相關控制策略的設計優化
4、動力電池PACK仿真分析
由于篇幅的原因，新能源汽車熱失控仿真分析筆者不再贅述。但是筆者先前在技術鄰平臺發布原創精品課《新能源汽車PACK熱流體仿真進階20講》和《新能源動力電池熱管理設計入門到進階23講》已經更新完結，感興趣的朋友可以訂閱。
展開 新能源動力電池熱管理方案設計
根據仿真數據快速地選擇出冷卻、加熱和保溫方式；在冷卻子系統設計階段，可以對Pack、模組或電池（帶冷卻子系統）進行熱場和流場仿真分析，根據仿真結果確定冷卻通道設計、冷卻介質、冷卻入口溫度和流量以及風扇或泵的參數等。動力電池熱管理仿真過程中前處理技術幾何清理、網格劃分、仿真邊界和熱管理策略輸入、電池模塊是仿真的難點，特別對于電池模塊的電化學仿真，關于仿真這一塊，本篇就不再詳述，本人以前寫的文章有詳細描述<一套新能源汽車動力電池熱管理熱仿真攻略>。
以上是作者對熱管理系統設計流程的一些總結，供大家學下和參考，由于篇幅有限，有更多設計討論，歡迎大家交流學習。
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2、新能源汽車PACK熱流體仿真進階20講
展開 STAR-CCM+&Amesim聯合仿真的液冷電池包熱管理
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1、 基于starccm+在動力電池熱管理仿真技術應用、
2、新能源汽車PACK熱流體仿真進階20講
3、新能源動力電池熱管理設計入門到進階23講
4、 Hypermesh網格劃分-精講進階視頻教程
5、有限元分析ANSA19.0視頻教程零基礎入門到精通50講
6、Hypermesh軟件CAE流體網格劃分CFD前處理
展開 基于Star-CCM+動力電池液冷系統熱管理仿真完整攻略
功能性測試表列出了功能性測試的項目和參考值，需要說明的是，為了與液熱系統和保溫系統匹配，表中增加了加熱性能測試和保溫性能測試。
可靠性測試和安全性測試表出了可靠性測試和安全性測試的項目及對應的測試參考。
七、動力電池液冷系統熱管理仿真
《STAR-CCM 新能源汽車動力電池熱失控仿真13講》第一個模組失控，引發第二個模組失控，評估現有模組之間的隔熱是否能阻止失控模組往正常模組的傳熱。大家可點擊查看STAR-CCM新能源汽車動力電池熱失控仿真講解（附視頻教程）
《基于Star-CCM 動力電池液冷系統熱管理仿真27講》是筆者原創的視頻教程，本課程包括動力電池熱管理理論、設計流程和仿真分析內容，
課程詳細介紹了動力電池結構、產熱原理，對動力電池設計流程進行了詳細的介紹，對仿真過程包括幾何簡化、修復、多類型網格生成、宏命令創建監測點和報告，后處理動畫制作進行了詳細介紹，并介紹了常溫1C放電、高溫1C放電計算分析、高溫快充計算分析、低溫加熱計算分析、保溫性能計算分析等多工況仿真。
展開 液冷電池包熱管理-基于star-ccm+＆Ａmesim聯合仿真
以某車用鋰離子電池組為研究對 象 ，主 要研究了爬坡工況、９０ｋｍ／ｈ勻速工況和 ＮＥＤＣ三種 工況下動力電池組的溫升情況。利用ＳＴＡＲ－ＣＣＭ＋ 和Ａｍｅｓｉｍ 軟件聯合對液冷電池包進行熱管理仿真，分析流場和溫度場的分布情況，預測綜合工況下電池包模組的最高溫度和模組間溫差分布，并通過熱管理試驗驗證三種工況下試驗結果與仿真結果是否吻合 ，以提高仿真精度。
動力電池包內熱量的累積不僅影響電池的使用效率及使用壽命，同時易造成動力電池系統故障并引發安全事故［，因此準確預測電池包內溫度分布，并對溫度場進行分析具有重要意義。動力電池包熱管理系統設計中，通常結合仿真來預測電池包的溫度分布、冷卻系統的流量分配和壓力分布等，從而預測熱管理系統的性能。仿真一般分為３Ｄ仿真和１Ｄ仿真，３Ｄ仿真可用于電池包液冷板流場和壓力場的仿真，以及模組溫度場的仿真，以獲得流場和溫度場的細節，但３Ｄ仿真軟件計算瞬態工況耗時較長，不便或無法用于系統級別仿真以及控制策略仿真；１Ｄ仿真從系統角度出發，模型從電池包擴展至包含整個冷卻／加熱系統外部環路等，由于建模中對各相應部件進行了簡化，在對系統性能進行仿真的時候，能大大提高仿真速度，通常用于系統級別的瞬態循環工況仿真和制定電池包熱管理控制策略等。
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展開 
基于STAR-CCM+電池熱管理仿真中交界面interface處理
但是對于原本已經存在的boundary（interface_l-shell），其熱規范該如何設置呢？默認狀態下這里是絕熱的。
圖2
個人認為，在沒有特殊要求的話，此處就是保持默認設置即可。之前我覺得此處明明是流固的對流換熱面，是存在著熱量交換的，怎么絕熱？后來，我思考了之后，真正的換熱面是圖1所示的，是建立在有交界面的時候的，熱交換的物理過程是發生在此處，這是個虛擬面，點擊此處，在視窗區域也是沒有對應顯示的，也驗證了這一點。
但圖二中面，比如xt外面沒有設置空氣，那么xt外面對于環境就沒有交界面，但xt和外界有對流和輻射換熱，如果不想建立外面的空氣域，可以域的里面改變交接的外界的傳熱方式，方便計算，如圖4.
圖3
圖4
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展開 動力電池液冷系統仿真流程（下）
圖10 設置停止標準
圖11 Residuals殘差圖
4.4 仿真結果分析
借助流場仿真分析工具，得出動力電池液體系統壓降及各回路流量，與目標值進行對比，優化液冷系統設計。
4.4.1 P-Q曲線
借助流場仿真分析工具，提取液冷系統阻力特性曲線及壓降—流量曲線（P-Q曲線），為泵的選型提供依據。
圖12 液冷系統P-Q曲線
4.4.2 流量均勻性
借助流場分析仿真得出各回路流量值，判斷各回路流量分配均勻性，流量比的偏差值是否控制在設計目標范圍內。
圖13 各回
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展開 電池熱管理仿真（三）：三維仿真邊界條件和算法
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