相變冷卻的案例
用于增強相變冷卻的液體超擴散助推高性能噴射流沸騰技術
圖4 基于超擴散增壓射流沸騰表面的相變冷卻性能及應用。
END
★ 平臺聲明
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基于comsol的鋰電池組電化學耦合風冷相變分析 ￥2500
案例討論了不同的相變溫度對系統冷卻效果的影響，發現相變溫度不同，并不會影響系統最終的穩定溫度；在相變溫度附近開啟液冷系統輔助冷卻，冷能被相變材料吸收，系統溫度穩定維持在相變溫度。</p><p><img src="https://img.jishulink.com/201910/imgs/84abe0f708e04222b72f0a3dbf6bad16.jpeg">四周相變材料，A、B方向有水冷管道</p><p><br></p><p>相變材料冷卻系統，對于鋰電池冷卻來說，還是一種新的冷卻方式，研究案例不多，并且主要以仿真為主。相變材料，由于相變潛熱是物質的天然屬性，想要有質的提高，需要的周期比較長。就目前的材料看，大功率鋰電池系統單獨使用相變冷卻，不太可能達到冷卻要求。但小功率系統，出于減小系統溫差，延長電池壽命的目的，在原來自然冷卻的基礎上，應用相變材料冷卻系統，效果會比較理想。</p><p><br></p><p><br></p><p>參考</p><p>1 靳鵬超，一種使用相變材料的新型電動汽車電池熱管理系統</p><p>2 尤若波，相變材料在動力電池熱管理中的應用研究</p><p>3 魏增輝，基于相變材料和液冷的LiFePO_4電池包熱管理研究</p><p>4 施尚，鋰電池相變材料_風冷綜合熱管理系統溫升特性</p><p>5 鄧元望，混合動力車用鋰電池相變材料_空氣耦合散熱</p><p>6 金標，泡沫銅_石蠟復合相變材料的車用動力鋰電池散熱分析</p><p>7 南爵，相變散熱在鋰離子電池熱管理中的應用</p><p>8王子晨，泡沫鋁_石蠟復合相變材料蓄熱實驗研究</p><p>（轉載：<a href="http://baijiahao.baidu.com/s?
展開 積鼎 VirtualFlow 案例 | 環路熱管相變換熱模擬，實現微通道氣液兩相、單相及流固耦合仿真計算
但是其結構緊湊、面對長距離以及多點復雜的高熱流密度熱源的散熱現象，普通的測量設備很難精確的測量相變過程的溫度、速度等參數的變化；同時試驗的周期較長，費用很高，導致研發周期和成本都急劇增加。
針對上述現象，用戶單位某物理研究所提出需要環路熱管相變換熱整體解決方案，幫助其在熱管的研發設計前期，用仿真替代一部分試驗，縮短研發周期。
項目目標
積鼎基于公司現有的VirtualFlow軟件，通過對兩相流動的毛細力和沸騰換熱、冷凝換熱的研究，完善相關的求解算法和物性參數庫，形成熱管相變冷卻的整體解決方案。其可用于模擬吸液芯的毛細現象、蒸發管的沸騰、冷凝器的冷凝等復雜現象，解決熱管試驗參數不易測量和試驗成本高等問題。
軟件可以對流體回路的部件及換熱器等進行微觀的氣液兩相、單相、流固耦合等模擬仿真計算，提取所仿真的物理現象及趨勢，并能與理論計算比較驗證。
2. 解決方案及優勢
主要算法和計算流程
軟件具備在含有不凝性氣體的工質中計算蒸發及冷凝相變的能力，適用于蒸發器、冷凝器等存在不凝性氣體的設備的相變計算。
采用該軟件進行不凝性氣體凝結和蒸發相變數值模擬時，多相流模型均采用mixture模型，并啟用組分輸運模型，分別求解連續方程、體積分數方程、動量方程、能量方程和組分擴散方程，蒸發和冷凝過程中的相變通過UDF（User Define Function）在體積分數方程、能量方程和組分輸運方程中分別添加質量源項、能量源項和相等的質量源項實現。
本軟件提供組分輸運模型，其為基于組分質量分數的輸運方程解，可利用預先定義的蒸發及冷凝機制對蒸發及冷凝過程進行模擬。在自研軟件中考慮到多組分的輸運時，將混合氣體作為一個研究的整體，利用多組分模型可以很好地解決含有兩種或者兩種以上組分的系統。
展開 動力電池熱管理系統性能試驗方法
3.5 主動式液體冷卻加熱系統Active Liquid Cooling and Heating Systems
又稱液冷系統，利用冷卻液作為熱量交換載體控制分配動力電池系統內部溫度的系統。該系統通常使用水泵和管道完成冷卻液在電池系統內的流動，分為直接接觸式和間接接觸式兩種。冷卻液可以通過低溫散熱器冷卻加熱，也可以通過整車冷卻系統內的冷卻器冷卻和加熱器加熱。該類系統通常適用于單體產熱量小于20W的電池。
3.6 制冷劑式冷卻系統 Refrigerant Cooling Systems
又稱氣液相變冷卻系統，利用制冷劑作為熱量交換載體控制分配動力電池系統內部溫度的間接接觸式系統，也可稱為冷媒直冷系統。該系統通常與整車空調系統集成。該類系統通常適用于單體產熱量小于35W的電池。
3.7 相變材料系統 Phase Change Materials Systems
又稱固體相變蓄熱系統，利用相變材料（通常為石蠟基或無機鹽基材料）在某個溫度下或溫度區間吸熱發生相變的特性，實現電池冷卻和保溫功能的被動式相變系統。
3.8阻燃隔熱系統 flame retardant thermal insulation system
利用特殊材料（通常為泡沫聚合物）實現單體電池間、模組間、電池包殼體內或其他部位隔熱保溫和阻隔熱失控擴散作用的系統，此系統內各個部件阻燃性能一般可以達到V0級別（GB/T 2408—2008），導熱系數≤0.06W/m.K（GB/T 10294-2008）且環保無鹵（IEC 61249-2-21）。
3.9 電池最高溫度 battery maximum temperature
動力電池的電池管理系統上報的單體最高溫度。
展開 
動力電池熱管理系統性能試驗方法
3.5 主動式液體冷卻加熱系統 Active Liquid Cooling and Heating Systems
又稱液冷系統，利用冷卻液作為熱量交換載體控制分配動力電池系統內部溫度的系統。該系統通常使用水泵和管道完成冷卻液在電池系統內的流動，分為直接接觸式和間接接觸式兩種。冷卻液可以通過低溫散熱器冷卻加熱，也可以通過整車冷卻系統內的冷卻器冷卻和加熱器加熱。該類系統通常適用于單體產熱量小于20W的電池。
3.6 制冷劑式冷卻系統 Refrigerant Cooling Systems
又稱氣液相變冷卻系統，利用制冷劑作為熱量交換載體控制分配動力電池系統內部溫度的間接接觸式系統，也可稱為冷媒直冷系統。該系統通常與整車空調系統集成。該類系統通常適用于單體產熱量小于35W的電池。
3.7 相變材料系統 Phase Change Materials Systems
又稱固體相變蓄熱系統，利用相變材料（通常為石蠟基或無機鹽基材料）在某個溫度下或溫度區間吸熱發生相變的特性，實現電池冷卻和保溫功能的被動式相變系統。
3.8 阻燃隔熱系統 flame retardant thermal insulation system
利用特殊材料（通常為泡沫聚合物）實現單體電池間、模組間、電池包殼體內或其他部位隔熱保溫和阻隔熱失控擴散作用的系統，此系統內各個部件阻燃性能一般可以達到V0級別（GB/T 2408—2008），導熱系數≤0.06W/m.K（GB/T 10294-2008）且環保無鹵（IEC 61249-2-21）。
3.9 電池最高溫度 battery maximum temperature
動力電池的電池管理系統上報的單體最高溫度。
展開 VirtualFlow | 熱管相變換熱仿真，支持不同尺度的氣液兩相相變計算
特別是在面對長距離、多點復雜熱源的散熱需求時，精確測量相變過程中的溫度、速度等參數變得極為困難，傳統的試驗方法不僅周期長、成本高，而且難以獲取全面準確的數據，這嚴重制約了熱管技術的進一步發展和應用。
積鼎科技CFD解決方案，助力熱管相變換熱仿真
積鼎科技基于自主研發的VirtualFlow軟件，為熱管領域的相變換熱問題提供了全方位的仿真解決方案。該方案通過對兩相流動的毛細力和沸騰換熱、冷凝換熱的深入研究，完善了相關的求解算法和物性參數庫，形成了熱管相變冷卻的整體解決方案。
（一）強大的算法與計算流程
VirtualFlow軟件具備在含有不凝性氣體的工質中計算蒸發及冷凝相變的能力，適用于蒸發器、冷凝器等設備的相變計算。
其多相流模型采用mixture模型，并啟用組分輸運模型，分別求解連續方程、體積分數方程、動量方程、能量方程和組分擴散方程。
蒸發和冷凝過程中的相變通過UDF在體積分數方程、能量方程和組分輸運方程中分別添加質量源項、能量源項和相等的質量源項實現。
這種算法能夠精確地模擬吸液芯的毛細現象、蒸發管的沸騰、冷凝器的冷凝等復雜現象，為熱管的設計與優化提供了堅實的技術支持。
（二）準確、可靠的計算結果
在實際案例中，VirtualFlow軟件展現了優秀的計算精度和可靠性。以某物理研究所的環路熱管項目為例，在50W功率下2D軸對稱條件下，蒸發器內的流場最終達到穩態，其液相體積分數、相變速率、液體/氣體總體積、質量流量等參數的計算結果與實驗趨勢高度一致。
蒸發器壁溫計算結果與測量結果的偏差基本控制在1.5℃以內，冷凝器部件仿真結果同樣表現出色。整機仿真結果顯示，隨著熱流密度的增高，冷凝器中的液體體積先減后增，這一結果與實際物理現象相符，充分驗證了軟件的準確性和可靠性。
展開 新型電纜冷卻系統 有望將充電時間減至5分鐘內
據悉，該研究團隊已經在這種液體-蒸汽的冷卻技術上研究了37年。他們介紹稱，通過利用液體和蒸汽兩種形式捕獲熱量的系統能比單純依靠液體冷卻的系統要多移除10倍以上的熱量。這意味著該技術可以被整合到電動車充電電纜中且可以處理的電流要大得多，而不一定要擴大其尺寸。這項新研究的目的是探索如何將該技術應用于此類應用。
該研究的負責人Issam Mudawar說，“該行業在從純液態冷卻轉向液體相變冷卻所需的知識和專業知識方面存在差距。你如何設計這個系統？你用什么類型的方程來優化它？但我們確實通過廣泛的研究了解到這一點。”
該研究團隊在原型電動車充電電纜中加入了一個液體-蒸汽的熱管理系統，他們報告稱該系統可以去除24.22千瓦的熱量。這使它能處理超過2400安培的電流，遠遠超過當今最先進的解決方案（520安培），并遠超最廣泛使用的低于150安培的充電器。
根據他們的實驗，科學家們稱這項技術可以在5分鐘內為電動汽車充電，甚至更短。Mudawar表示：“行業需要這么一種技術。我們認為，通過修改進入液體的狀態和充電電纜導體周圍冷卻空間的設計，可以進一步提高電流。”
該團隊還沒有在真正的電動汽車上測試這項技術，只是在模擬充電站環境的實驗室實驗中展示了電纜的潛力。該項目完全是前瞻性的，因為電動汽車的電池和電源也需要額定到2500安培，電纜才能發揮作用，不過該團隊計劃與制造商合作，在兩年內在電動汽車上測試它。
展開 CFDPro熱管仿真 | 模擬熱管內部流動及傳熱傳質過程，優化熱傳輸性能
它能夠精確分析熱管中的吸液芯毛細驅動流動問題，揭示流體在微小通道中的流動機制；能夠有效處理吸液芯表面的兩相相變問題，準確模擬液體蒸發和氣體冷凝過程；能分析冷凝器內部壁面的冷凝問題，評估冷凝效率和冷凝液分布；能夠全面分析整個熱管回路的工作狀態，預測其在不同工作條件下的性能表現，為熱管產品的研發提供有力支持。
功能特點
采用可壓縮兩相流模型處理熱管內部壓力、溫度變化條件下的流體問題。
多孔介質模型和毛細力模型耦合使用,保證了毛細芯內兩相流動的順利進行。
沸騰冷凝相變模型可以準確描述熱管內部相變問題。
可對整個熱管系統進行仿真,通過分析不同設計參數(充液率、幾何尺寸等)計算結果,實現產品優化設計。
微槽道熱管
典型應用案例
航天器熱管相變冷卻
熱管相變傳熱的物理過程復雜，涉及兩相流動、換熱、傳質等現象，為時間與空間多尺度兩相流形態。軟件采用高效的Lee模型進行蒸發、冷凝現象的計算，多相流模型采用均相模型，可以模擬相變熱管的熱傳遞全過程。
蒸發器部件仿真中的應用
軟件通過模擬蒸發器內的毛細壓力模型和沸騰模型，分析了蒸發器在不同工況下的性能表現，并驗證了冷凝器內蒸汽冷凝過程受多種因素影響，為蒸發器和冷凝器的設計和優化提供了有力支持。
國產自主流體仿真軟件CFDPro
CFDPro為基于有限體積法求解單相流/多相流NS方程的計算流體動力學仿真軟件，采用Level Set界面追蹤方法、具備領先的湍流模型、豐富的相變模型，配置燃燒模型和反應機理接口，更加適用于工程計算模擬，滿足航空航天、船舶、兵器、能源、電子等領域的流體仿真分析。
展開 基于高導熱銅基復合水凝膠的電子器件熱管理新策略
典型的散熱方式分為主動和被動散熱和熱電冷卻。被動冷卻被認為是一種理想的散熱方法，可以降低噪音，從而降低能耗與上述方法相比。被動散熱主要包括自然對流、氣液或固液相變冷卻。熱管作為一種高效的氣液換熱裝置，因其可靠性高、熱性能優異，已廣泛應用于高功率密度電子元件的熱管理中。然而，在使用熱管冷卻時也存在一些問題。例如，熱管內外的腐蝕會影響傳熱性能。此外，污垢和結構布局的問題也對電子散熱產生重大影響。
水凝膠是一種新型的被動散熱材料 親水交聯聚合物鏈網絡。由于水凝膠中含有大量的親水基團，所以可以保持大約90%是水。水凝膠中的水由于其高潛熱(蒸發熱)被認為是熱管理的一個有前途的候選材料。然而，由于水凝膠的導熱性不佳，研究人員探究了許多方法來提高水凝膠的導熱性，因此如何提高水凝膠的熱導率是目前面臨的挑戰之一。
02
成果掠影
東南大學陳振乾教授團隊在高導熱水凝膠的制備與設計方面取得新進展。在這項工作中，該團隊采用了一種新的設計策略，將固液互穿聚合物網絡與銅納米顆粒結合起來，以提高熱管理性能。一方面，聚異丙基丙烯酰胺與海藻酸鹽組成的互穿聚合物網絡，使制備的水凝膠具有更好的結構穩定性，并且在多次循環后仍具有較強的吸濕性。另一方面，通過添加銅納米顆粒創建導熱通道優化導熱系數。導熱系數通過MD模擬計算，散熱性能通過紅外熱像儀和數值模擬研究。實驗結果表明，銅基復合水凝膠的實驗導熱系數提高到 0.71 W/(m·K)。同時，MD模擬結果表明，水凝膠的熱導率約為 0.84 W/(m·K)，這主要是由于水凝膠組分之間的重疊增加造成的。由于導熱系數的提高，在恒定熱源溫度65℃下，銅基復合水凝膠的熱通量增加到 977 W/m2，總散熱增加了104.4%。
展開 CFDPro熱管仿真 | 模擬熱管內部流動及傳熱傳質過程，優化熱傳輸性能
它能夠精確分析熱管中的吸液芯毛細驅動流動問題，揭示流體在微小通道中的流動機制；能夠有效處理吸液芯表面的兩相相變問題，準確模擬液體蒸發和氣體冷凝過程；能分析冷凝器內部壁面的冷凝問題，評估冷凝效率和冷凝液分布；能夠全面分析整個熱管回路的工作狀態，預測其在不同工作條件下的性能表現，為熱管產品的研發提供有力支持。</p><p><strong>功能特點</strong></p><p>● 采用可壓縮兩相流模型處理熱管內部壓力、溫度變化條件下的流體問題。</p><p>● 多孔介質模型和毛細力模型耦合使用,保證了毛細芯內兩相流動的順利進行。</p><p>● 沸騰冷凝相變模型可以準確描述熱管內部相變問題。</p><p>● 可對整個熱管系統進行仿真,通過分析不同設計參數(充液率、幾何尺寸等)計算結果,實現產品優化設計。</p><p><img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/DiatVJSFZEtQfibx9PDTxr9JaU6DnrhCI4jBX1LQAfn9UhdnGaZZsgialGHPibm8UpKS4m35ibVJ7gMmPEAUicKMf5IA/640?wx_fmt=png&from=appmsg"></p><p class="ql-align-center"><strong>微槽道熱管</strong></p><p><strong>典型應用案例</strong></p><p>■ <strong>航天器熱管相變冷卻</strong></p><p>熱管相變傳熱的物理過程復雜，涉及兩相流動、換熱、傳質等現象，為時間與空間多尺度兩相流形態。軟件采用高效的Lee模型進行蒸發、冷凝現象的計算，多相流模型采用均相模型，可以模擬相變熱管的熱傳遞全過程。
展開 電子設備熱設計(Thermal Design of Electronic Equipment)-10 相變傳熱與導彈導引頭散熱
此外，相變期間的熱傳遞并不總是隨著介質溫度的變化而發生。事實上，可以在溫度變化非常小的情況下實現非常大的熱傳遞速率。這就是相變傳熱的吸引力之一。此外，與自然或強制對流相比，增加溫差可能會導致傳熱系數降低。由于變量的數量，沒有準確的通用方程或相關性可供使用。在可用的方程中，大多數都有一個隨表面特性變化的經驗值，必須通過實驗進行評估。但在沒有實驗驗證的情況下，這些相關性的準確性可能只有50%。
盡管相變傳熱尚未廣泛用于電子冷卻，但隨著部件熱通量的上升，物理定律表明高端冷卻技術將從風冷到液冷再到相變。
2. 彈載相變傳熱仿真
相變材料可以被用于許多專門的電子冷卻應用中，如在大多數情況下，瞬態功率應用，如導彈中使用的瞬態功率應用實現了這些好處。正如我們所看到的，在相變過程中，材料可能只需少量的溫度升高就可以吸收大量的功率。對于導彈等應用，相變材料的機載封裝可以吸收電子封裝釋放的熱量，而不需要專用的冷卻系統。相變材料吸收熱量并熔化。根據熱量和相變材料的質量，冷卻效果將持續到所有材料熔化。相反的效果是，當材料將潛熱釋放給周圍環境時，就會發生凍結。冷凍效應的應用可能出現在短時間在大氣層外飛行的導彈中，在重返大氣層之前，可能需要保護電子封裝免受太空的極端寒冷。
隨著技術的發展，對導引頭制導性能和抗干擾性能的要求有了很大的提高。一些高功率芯片也得到了應用，芯片的熱耗增加了。另一方面，在導彈飛行過程中，由于與外界空氣的劇烈摩擦，整流罩蒙皮的溫度急劇上升。隨著導彈飛行速度和飛行時間的不斷增加，外部環境變得更加嚴峻。內外部的相互作用使彈載導引頭面臨著非常復雜的熱環境，其熱可靠性逐漸成為影響導引頭性能的重要因素。仿真計算模型如下圖所示。
熱量通過熱傳導從連接環傳遞到框架底部，來自頻率合成器、電源和信號處理器的熱量傳遞到框架外圍。
展開 
傳熱學及其在工業上的應用
二、相變傳熱技術 利用蒸氣循環的發電系統，有 60%的熱能不斷排放，電站冷卻用水數量龐大。這不僅 造成了能源的浪費， 而且給缺水地區及礦口的電力生產帶來很大困難。 直接空冷電站不適應 機組向大容量的發展水循環間接空冷電站熱效率較低， 這就限制了空冷電站的發展。 相變傳 熱技術的發展為間接空冷電站提供了節約用水、回收廢熱、提高效率、降低電力生產成本的 氨循環相變冷卻系統。這種電站冷卻系統，利用廉價的氨作為冷卻介質，在蒸氣冷凝器再沸 器中氨吸收汽機排汽的潛熱沸騰相變， 飽和氨汽經輸汽管進人空冷塔在空氣冷凝器管內凝結 并排放電站廢熱，最后由回農管返回蒸氣冷凝器 再沸器完成相變循環。這種冷卻系統，傳 熱在等溫狀態下進行，由于蒸氣在較低的溫度下凝結，因而大大提高了蒸氣的循環效率。 三 、高溫傳熱技術 目前，一種先進的工業滬設計是利用多孔板吸收高溫工作氣體的焓，并發射輻射熱能 從而達到回收余熱、 節約能原的目的。 這種能量轉換形式和高溫傳熱技術適用于冶金、 陶瓷、 玻璃工業等高溫傳熱裝置中。燃耗可降低 60%。在這種系統中，由于多孔板的“表面加熱” 作用，所以爐膛體積大大減小，工件得到均勻加熱，排煙溫度大幅度降低。 四、 直接換熱技術 利用熔鹽微粒相變的潛熱儲存和釋放能量直接接觸換熱則是一種能量傳遞的新形式、 節約能源的新技術。鹽粒和氣體反向流動的直接接觸換熱包括兩個過程：一是儲存廢熱；二 是利用廢熱。如鋼鐵廠、玻璃廠、水泥廠或流態化床燃燒的高溫氣體通過直接接觸式熱交換 器把熱量傳遞給鹽的固態微粒， 鹽粒吸收潛熱而熔化并把這部分熱能儲存起來。 熔鹽液滴再 通過直接接觸式熱交換器把儲存的能量釋放給與它接觸的低溫氣體， 低溫氣體被加熱后就可 加以利用。
【 】
五 、高溫部件冷卻技術 燃氣輪機進口溫度是影響發動機性能的一個重要循環參數。
展開 淺析汽車動力電池包的組成、成組技術及成組效率對比
熱管理系統
當前主流的冷卻方式，已經轉變為液冷以及相變材料冷卻。相變材料冷卻可以配合液冷一起使用，或者單獨在環境不太惡劣的條件下使用。另外還有一種當前國內仍然較多應用的工藝，灌膠。這里灌得是導熱系數遠大于空氣的導熱膠。由導熱膠將電芯散發的熱量傳遞到模組殼體上，再進一步散發到環境中。這種方式，電芯再次單獨替換不太可能但也在一定程度上阻止了熱失控的傳播。
對于液冷，冷板與液冷水管正是液冷系統的組成部件。動力電池模組由電芯層疊而成，而電芯間有間隔排布的冷板，其保證每個電芯都有一個大面接觸到冷板。在液冷技術應用中，必須考慮液冷板的固定，密封性，絕緣性等。
6）電氣設計
動力電池模組的電氣設計包含低壓和高壓兩個部分：
1）低壓設計。在低壓設計時一般需要考慮以下幾個方面的功能：
①通過信號采集線束，將動力電池電壓、溫度信息傳輸到動力電池模組從控板或動力電池模組控制器，動力電池模組控制器設計有均衡功能（主動均衡或者被動均衡或者二者并存）。
②少量的繼電器通斷控制功能可以設計在從控板上，也可以設計在動力電池模組控制器上。
③通過CAN通訊連接動力電池模組控制器和主控板，將動力電池模組信息傳遞出去。
2）高壓設計。高壓設計主要是電芯與電芯之間的串并聯，以及動力電池模組之間的連接導電方式設計，一般模組之間只是考慮串聯方式。這些高壓連接需要達到兩個方面的要求：
①電芯之間的導電件和接觸電阻分布要均勻，否則單體電壓檢測將受到干擾。
展開 科普 \\ 電池水冷板加工工藝 - 焊接
01
電池冷卻與電池水冷板
隨著國家新能源汽車戰略的深入推進，新能源汽車行業受到了越來越多的人關注。動力電池作為新能源汽車的心臟，其安全性,壽命,續駛里程,性能也成為廣大用戶關注的焦點。為了提高電池的性能，延長電池的使用壽命，增加車輛的續駛里程，防止動力電池出現安全性事故，電池的工作溫度就成為關鍵因素之一。
在一眾電池冷卻方案中，液冷以其大比熱容、高換熱系數，成為超越風冷、相變冷卻的主流冷卻方式。動力電池在工作中產生的熱量，通過電子部件與板型鋁質器件表面接觸的方式傳遞，最終被器件板內部流道中的冷卻液帶走，這個板型鋁質器件就是水冷板。
水冷板的設計形式及其布置位置也是多種多樣的，主要根據電池的類型，電池系統整體的布置來確定。加之為了保證大能量電池包溫度均勻性，整個熱管理系統基本都采用多并聯支路設計，冷卻流道越長，溫度均勻性控制越困難，例如特斯Model X單冷卻管道長度約5.2m到model3單冷卻管道變為約1.9m，通過初步CFD計算，電池系統整體均勻性有了很大提高。
02
電池水冷板的工藝變遷
電動汽車從早期的普通油改電，到降本要求下電池PACK方案的優化，水冷板工藝路線也在歷經變化。
初代產品-擠出鋁型材水冷板
型材水冷板的用料是板厚2mm左右的6系鋁型材，無需用到懸浮設計，直接拿VDA模組往上堆，每塊放置3-4個模組，也可以把水流道集成到箱體底部，所有模組都堆到了水冷板上面，強度可見一斑。
展開 COMSOL相變傳熱模型 附COMSOL與MATLAB連接步驟下載
1.研究背景
相變材料具有在一定溫度范圍內改變其物理狀態的能力。以固－液相變為例，在加熱到熔化溫度時，就產生從固態到液態的相變，熔化的過程中，相變材料吸收并儲存大量的潛熱；當相變材料冷卻時，儲存的熱量在一定的溫度范圍內要散發到環境中去，進行從液態到固態的逆相變。在這兩種相變過程中，所儲存或釋放的能量稱為相變潛熱。物理狀態發生變化時，材料自身的溫度在相變完成前幾乎維持不變，形成一個寬的溫度平臺，雖然溫度不變，但吸收或釋放的潛熱卻相當大。
2. 模型介紹
如圖1幾何模型示意圖所示。相變材料的相變溫度為320K，熱流體入口的流速為0.1m/s，入口溫度為380K，熱流體壁厚為0.005m，模型計算過程中考慮了相變材料熔化過程中的溫差驅動以及體積力作用。
圖1 幾何模型示意圖
3. 物理模型及邊界條件設置
本模型主要采用COMSOL 6.0軟件中的層流、流體傳熱以及非等溫流動多物理場模塊，其中流體傳熱添加了相變材料。詳細的物理模型及邊界條件設置如圖2所示。
圖2 詳細的物理場選擇及邊界條件設置
4. 結果展示
圖3 熱管流體的流速云圖
圖4 模型區域的溫度分布
圖5 模型相體積分布
圖6 相體積動態變化
圖7 相變指示器
備注：本計算模型求解過程中，最終78%左右的相變材料發生相變。z
下載地址：COMSOL與MATLAB連接步驟
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