能量管理與熱管理仿真的案例
系統(tǒng)仿真軟件AMESim熱管理模塊學(xué)習(xí)：熱管理基礎(chǔ)
這期和大家一起學(xué)習(xí)下Amesim在熱管理領(lǐng)域的建模基礎(chǔ)知識(shí)，其實(shí)對(duì)于軟件的學(xué)習(xí)，知道軟件基本的操作和流程之后，就是對(duì)照著實(shí)例去學(xué)習(xí)，有問題先查資料和看help文檔，實(shí)在不會(huì)的上論壇百度等搜索，再搞不定的就去請(qǐng)教用過或者會(huì)的人，這樣的效率是最高的，誠(chéng)然，從基礎(chǔ)到精通，現(xiàn)在不適合像學(xué)生時(shí)代一樣先搭建總體的框架再一個(gè)個(gè)功能去學(xué)習(xí)，那樣太枯燥并且比較慢，每個(gè)人都有適合自己的學(xué)習(xí)方法，僅供列位參考！
一、基礎(chǔ)回顧
我們回顧一下之前學(xué)習(xí)的仿真流程：
從左到右分別是：
1）草圖模式：簡(jiǎn)而言之就是類似于Simulink一樣，搭建系統(tǒng)的組件，俗稱搭積木，模型要搭建完整，所有端口必須連接；
2）子模型模式：目的是給每個(gè)元件分配不同的數(shù)學(xué)方程，方便后面解算使用（不知道可以看help以及可以選擇最簡(jiǎn)化一鍵配置）；
3）參數(shù)模式：對(duì)于數(shù)學(xué)方程的參數(shù)和元件參數(shù)進(jìn)行設(shè)定；
4）仿真模式：選擇求解器，仿真時(shí)間和采樣頻率。
二、熱管理基礎(chǔ)知識(shí)
Amesim中與熱相關(guān)的庫
Pneumatic：氣體相關(guān)庫，對(duì)流等等
Thermal：固體相關(guān)，熱傳導(dǎo)，熱輻射等
Thermal Hydraulic：流體相關(guān)，流體固體對(duì)流換熱
2. 基本理論
對(duì)于Thermal庫中，基本元件分類如下所示：
傳感器可以獲得熱源，熱計(jì)算用來計(jì)算換熱和熱輻射、熱對(duì)流等，濕空氣屬性對(duì)于乘員倉計(jì)算需要用到。
如上圖，每一個(gè)元件的接口代表了和外界的特性、屬性接口，比如上圖，對(duì)于熱容模塊，熱容僅僅代表了一個(gè)溫度狀態(tài)，是計(jì)算溫度反應(yīng)材料屬性和溫度的變化。對(duì)于換熱的三種方式，前提條件是具備溫差才能進(jìn)行換熱。熱傳導(dǎo)模塊的輸入是溫度，輸出是熱量，對(duì)于端口1和2是剛好相反：
其他模塊同理，在使用時(shí)候一定要注意輸入和輸出是什么。
展開 【仿真報(bào)告】基于AMESim 的插電式并聯(lián)混合動(dòng)力汽車能量管理策略仿真分析
[1]韓懿,高曉梅.基于AMESim的插電式并聯(lián)混合動(dòng)力汽車能量管理策略仿真分析[J].交通節(jié)能與環(huán)保,2020,16(01):5-9.
摘要：
為了縮短混合動(dòng)力汽車開發(fā)時(shí)間，減少開發(fā)成本，本文以插電式并聯(lián)混合動(dòng)力汽車為研究對(duì)象，針對(duì)設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)匹配以及使用AMESim 軟件搭建了整車模型，然后設(shè)計(jì)了基于門限值的能量管理策略并使用AMESim 軟件中的Signal，Control 庫進(jìn)行搭建。之后對(duì)已搭建完成的車輛進(jìn)行動(dòng)力性經(jīng)濟(jì)性仿真分析，其中經(jīng)濟(jì)性分析是在NEDC 工況下進(jìn)行的，驗(yàn)證了本文所搭建策略和整車模型的正確性和可行性。
0 引言
在當(dāng)今社會(huì)能源危機(jī)與環(huán)境污染的背景下，傳統(tǒng)汽車工業(yè)受到了一定的沖擊。控制汽車尾氣排放已經(jīng)成為了汽車生產(chǎn)廠商以及社會(huì)各界迫在眉睫、亟需解決的一項(xiàng)任務(wù)[1]。在純電動(dòng)汽車由于動(dòng)力電池技術(shù)瓶頸無法在短時(shí)間內(nèi)獲得突破及其配套基礎(chǔ)設(shè)施尚未普及的情況下，混合動(dòng)力汽車成為當(dāng)下發(fā)展的首選。
插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車是指可以利用電網(wǎng)對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行充電的混合動(dòng)力汽車，它集合了傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車和純電動(dòng)汽車的優(yōu)點(diǎn)，是目前混合動(dòng)力技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)之一[2]。而混合動(dòng)力汽車的動(dòng)力系統(tǒng)部件參數(shù)與控制策略參數(shù)決定了整車的燃油經(jīng)濟(jì)性及排放性能，尤其能量管理策略作為混合動(dòng)力汽車的核心，決定了整車的工作狀態(tài)及車輛內(nèi)部的能量分配[3]
本文以某款車型為例，使用AMESim 軟件對(duì)能量管理策略以及整車模型進(jìn)行設(shè)計(jì)和搭建，并對(duì)整車的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析，以驗(yàn)證所設(shè)計(jì)搭建的能量管理策略和整車模型的正確性及可行性。
展開 “數(shù)據(jù)中心智能硬件熱管理”主題沙龍活動(dòng)成功舉辦| 2024熱管理材料技術(shù)展 | 導(dǎo)熱散熱展 |液冷展 | 熱管理展
6月3日下午，由[DT新材料]聯(lián)合[廣東灣區(qū)智能終端工業(yè)設(shè)計(jì)研究院有限公司（以下簡(jiǎn)稱研究院）]共同組織的iTherMTalks第6期線下主題沙龍——數(shù)據(jù)中心智能硬件熱管理——在研究院成功舉辦。20多位行業(yè)專家及企業(yè)代表齊聚一堂，就數(shù)據(jù)中心中服務(wù)器等智能硬件的新近發(fā)展趨勢(shì)和熱管理解決方案進(jìn)行深入交流和探討。
本次沙龍活動(dòng)伊始，研究院盧煥瑜部長(zhǎng)對(duì)大家的到來表示了熱烈歡迎，并對(duì)研究院概況做了簡(jiǎn)要介紹。
沙龍活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)
報(bào)告環(huán)節(jié)，熱設(shè)計(jì)網(wǎng)聯(lián)合創(chuàng)始人陳繼良先生帶來《高功率電子產(chǎn)品的熱管理挑戰(zhàn)和應(yīng)對(duì)思路》的主題報(bào)告分享；研究院采購(gòu)負(fù)責(zé)人從企業(yè)切實(shí)發(fā)展，介紹了公司在服務(wù)器等智能硬件領(lǐng)域的熱管理解決方案需求；隨后，大家針對(duì)報(bào)告環(huán)節(jié)的疑問與需求進(jìn)行了充分交流討論。
報(bào)告與交流討論
與會(huì)嘉賓參觀研究院展廳
沙龍活動(dòng)合影留念
"第二屆熱管理材料技術(shù)博覽會(huì)”（iTherMEXPO2024）將于2024年11月6-8日在深圳國(guó)際會(huì)展中心7號(hào)館舉辦，將高效呈現(xiàn)熱管理產(chǎn)業(yè)鏈的一站式價(jià)值對(duì)接平臺(tái)，以滿足和促進(jìn)熱管理行業(yè)各單位交流、合作和共贏發(fā)展。創(chuàng)新型的材料、儀器、設(shè)備、設(shè)計(jì)與仿真、解決方案、應(yīng)用場(chǎng)景、專利技術(shù)等薈聚鏈接和呈現(xiàn)將是博覽會(huì)的重要組成部分；熱管理領(lǐng)域科學(xué)、材料、技術(shù)和工程等相關(guān)專題論壇、圓桌/閉門、專家問診、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目展示、新品發(fā)布、需求對(duì)接等活動(dòng)也將精彩同期呈現(xiàn)，特別是科研單位創(chuàng)新性的技術(shù)和成果也將獲得從實(shí)驗(yàn)室對(duì)接轉(zhuǎn)移到市場(chǎng)的機(jī)會(huì)。
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展開 【技術(shù)貼】AVL電動(dòng)車能量管理仿真解決方案
背景
電動(dòng)車能量管理是提高電動(dòng)車整體效率、增加續(xù)駛里程的關(guān)鍵技術(shù)。此外，在實(shí)采路譜條件下電動(dòng)車能量管理還可以對(duì)三電系統(tǒng)的工作條件進(jìn)行詳細(xì)分析和優(yōu)化，保障三電系統(tǒng)安全運(yùn)行，避免其長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行在危險(xiǎn)條件下，有效延長(zhǎng)其使用壽命。電動(dòng)車能量管理技術(shù)涉及動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)、三電熱管理系統(tǒng)、HVAC以及能量管理控制策略等多個(gè)領(lǐng)域。隨著人們對(duì)車輛性能，能耗以及舒適性要求的日益提高，車輛系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及動(dòng)力總成架構(gòu)越來越復(fù)雜，系統(tǒng)變量也呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。為了應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，在項(xiàng)目早期通過虛擬仿真技術(shù)搭建整車能量管理模型，在虛擬開發(fā)階段對(duì)不同部件進(jìn)行合理匹配，對(duì)不同控制策略進(jìn)行仿真優(yōu)化，可以顯著降低開發(fā)成本和周期，提高開發(fā)質(zhì)量。
2. AVL仿真解決方案
2.1基于CRUISE M的電動(dòng)車能量管理建模與仿真
CRUISE M是一款車輛多學(xué)科的系統(tǒng)級(jí)仿真工具，CRUISE M仿真平臺(tái)專門設(shè)計(jì)用于車輛多物理系統(tǒng)的仿真，和高度靈活、多層次的建模方法相結(jié)合，同時(shí)集成了第三方工具的標(biāo)準(zhǔn)接口FMI，可以無縫的將發(fā)動(dòng)機(jī)熱力循環(huán)、尾氣凈化裝置系統(tǒng)、新能源電氣化系統(tǒng)、冷卻和潤(rùn)滑系統(tǒng)、車輛傳動(dòng)系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、余熱回收系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)集成到統(tǒng)一的仿真平臺(tái)上。
基于CRUISE M可以搭建詳細(xì)的整車能量管理模型。對(duì)于電動(dòng)車型，搭建相應(yīng)的熱管理系統(tǒng)、電機(jī)及功率元件模塊、電池系統(tǒng)、HVAC系統(tǒng)、車輛和動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)模型，針對(duì)不同的環(huán)境條件及駕駛循環(huán)，研究熱管理系統(tǒng)工作性能，整車能量流分布，控制策略優(yōu)化等內(nèi)容。
展開 
電池熱管理（一） - 熱管理的重要性與新參數(shù)CCC
其目的是對(duì)所有電池設(shè)計(jì)的熱性能進(jìn)行普遍基準(zhǔn)測(cè)試。如果將其作為標(biāo)準(zhǔn)，它可以證明與能量或功率密度一樣重要。發(fā)布這項(xiàng)新參數(shù)的研究團(tuán)隊(duì)還通過對(duì)電池片冷卻（Tab Cooling）的研究而受到重視。這為表面冷卻提供了一種有趣的替代方案，可以降低整個(gè)電池的溫度梯度并延長(zhǎng)其使用壽命。
電池冷卻系數(shù) (CCC) 可以成為熱性能的通用指標(biāo)。CCC 這個(gè)指標(biāo)專為鋰離子電池設(shè)計(jì)，可考慮獨(dú)特的發(fā)熱特性，而無需任何大多數(shù)制造商都不想透露的有關(guān)電池單體的機(jī)密信息。每種電池都有自己的 CCC，以瓦特每開爾文 (W/K) 為單位給出，定義了電池所需的溫度梯度，以便從中去除一定量的熱量，但它們的幾何形狀或化學(xué)成分無關(guān)緊要，無需考量。CCC 是推動(dòng)不同電池制造商之間競(jìng)爭(zhēng)的指標(biāo)，也是電池組設(shè)計(jì)人員可以用來為其應(yīng)用選擇最合適電池的比較工具。
一般來說，我們無法同時(shí)將電池的能量和熱性能進(jìn)行優(yōu)化，必須達(dá)成妥協(xié)。活性材料，包括陽極、陰極和電解質(zhì)是熱絕緣的，而集電器是金屬的并且非常導(dǎo)熱。因此，當(dāng)電池制造商的重點(diǎn)是最大限度地提高現(xiàn)有活性材料的數(shù)量時(shí)，降低熱性能是不可避免的。最近有論文利用 CCC 分析特定案例首次量化了這個(gè)問題 ：某鋰電池的熱性能提高 20%，而代價(jià)是能量密度僅降低0.7%。有了這樣的理論基礎(chǔ)，電池制造商才可以更好的采取措施進(jìn)行設(shè)計(jì)變更，針對(duì)熱性能和能量密度進(jìn)行設(shè)計(jì)。
考慮了熱性能而設(shè)計(jì)的電池單體將極大改善其表現(xiàn)。表面上，電池單體的能量密度降低了，但這一點(diǎn)損失完全能夠彌補(bǔ)，比如電池組不再需要笨重且昂貴的老式熱管理系統(tǒng)，電池組的能量密度反而提高了，再加上更好的熱性能，整個(gè)電池組性能會(huì)有極大的提升 。2020年，電動(dòng)汽車市場(chǎng)的主要參與者紛紛開始規(guī)范熱管理，并取得了顯著進(jìn)展。奧迪 e-tron、大眾 ID.3 和捷豹 I-PACE 都包含類似的熱管理系統(tǒng)，同樣的概念也出現(xiàn)在我國(guó)，尤其是比亞迪的“刀片”電池。
展開 熱仿真分享 | 動(dòng)力電池PACK熱管理系統(tǒng)性能研究-STARCCM+
摘要：為延長(zhǎng)電池使用壽命，提高電池安全性，需要對(duì)電池進(jìn)行熱管理。電動(dòng)汽車動(dòng)力電池熱管理系統(tǒng)在理論分析、仿真建模、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證基礎(chǔ)上開展設(shè)計(jì)工作，綜合考慮了電池產(chǎn)熱原理、產(chǎn)熱模型、發(fā)熱功率后，確定了基于液體的熱管理模式。使用CFD軟件對(duì)所設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真和分析，并對(duì)工程樣機(jī)熱管理有效性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
當(dāng)前，整個(gè)電動(dòng)汽車行業(yè)蓬勃發(fā)展。電池是電動(dòng)汽車核心部件，電池的熱特性對(duì)整車性能、安全性、壽命及使用成本產(chǎn)生關(guān)鍵影響。
配置電池熱管理系統(tǒng)是改善電池組熱特性關(guān)鍵措施之一，系統(tǒng)熱管理功能包括：(1)在電池溫度較高時(shí)進(jìn)行有效散熱，防止產(chǎn)生熱失控事故；(2)在電池溫度較低時(shí)進(jìn)行預(yù)熱，提升電池溫度，確保低溫下的充放電性能和安全性；(3)減小電池組內(nèi)的溫度差異，抑制局部熱區(qū)的形成，防止高溫電池過快衰減而降低電池組整體壽命[1]。
電池熱管理按照能量提供的來源分為被動(dòng)式冷卻和主動(dòng)式冷卻，其中只利用周圍環(huán)境冷卻的方式為被動(dòng)式冷卻。隨著國(guó)家對(duì)電池能量密度、安全性、使用壽命以及快充要求的不斷提高，被動(dòng)式的自然冷卻技術(shù)已經(jīng)不能滿足電池散熱要求。當(dāng)前主要的主動(dòng)式熱管理形式有空氣強(qiáng)制對(duì)流熱管理、液體熱管理、熱管熱管理和相變材料熱管理等，而液體熱管理受到越來越多廠商的青睞[2-4]，特別是國(guó)外車企對(duì)于液體熱管理技術(shù)研究起步早，已經(jīng)取得了一定成果，國(guó)內(nèi)還處于研究探索階段。公眾號(hào)-新能源電池熱管理。
TeslaMotors公司的Roadster純電動(dòng)汽車采用了液冷式電池熱管理系統(tǒng)。冷卻管道曲折布置在電池間，冷卻液在管道內(nèi)部流動(dòng)，傳輸電池產(chǎn)生的熱量。報(bào)告顯示在行駛約16萬公里后，Roadster電池組的容量仍能維持在初始容量的80%～85%，而且容量衰減只與行駛里程數(shù)明顯相關(guān)，而與環(huán)境溫度、車齡關(guān)系不明顯[1,5]。
展開 2026上海熱管理展-第十七屆上海國(guó)際熱管理材料博覽會(huì)|CIME熱博會(huì)
2026第十七屆上海國(guó)際熱管理材料博覽會(huì)?（簡(jiǎn)稱“CIME熱博會(huì)”）是全球熱管理行業(yè)規(guī)模最大、影響力最廣的專業(yè)展會(huì)之一，聚焦導(dǎo)熱散熱材料、液冷技術(shù)及全產(chǎn)業(yè)鏈解決方案。
熱仿真分享 | 動(dòng)力電池PACK熱管理系統(tǒng)性能研究-STARCCM+
摘要：為延長(zhǎng)電池使用壽命，提高電池安全性，需要對(duì)電池進(jìn)行熱管理。電動(dòng)汽車動(dòng)力電池熱管理系統(tǒng)在理論分析、仿真建模、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證基礎(chǔ)上開展設(shè)計(jì)工作，綜合考慮了電池產(chǎn)熱原理、產(chǎn)熱模型、發(fā)熱功率后，確定了基于液體的熱管理模式。使用CFD軟件對(duì)所設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真和分析，并對(duì)工程樣機(jī)熱管理有效性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
當(dāng)前，整個(gè)電動(dòng)汽車行業(yè)蓬勃發(fā)展。電池是電動(dòng)汽車核心部件，電池的熱特性對(duì)整車性能、安全性、壽命及使用成本產(chǎn)生關(guān)鍵影響。
配置電池熱管理系統(tǒng)是改善電池組熱特性關(guān)鍵措施之一，系統(tǒng)熱管理功能包括：(1)在電池溫度較高時(shí)進(jìn)行有效散熱，防止產(chǎn)生熱失控事故；(2)在電池溫度較低時(shí)進(jìn)行預(yù)熱，提升電池溫度，確保低溫下的充放電性能和安全性；(3)減小電池組內(nèi)的溫度差異，抑制局部熱區(qū)的形成，防止高溫電池過快衰減而降低電池組整體壽命[1]。
電池熱管理按照能量提供的來源分為被動(dòng)式冷卻和主動(dòng)式冷卻，其中只利用周圍環(huán)境冷卻的方式為被動(dòng)式冷卻。隨著國(guó)家對(duì)電池能量密度、安全性、使用壽命以及快充要求的不斷提高，被動(dòng)式的自然冷卻技術(shù)已經(jīng)不能滿足電池散熱要求。當(dāng)前主要的主動(dòng)式熱管理形式有空氣強(qiáng)制對(duì)流熱管理、液體熱管理、熱管熱管理和相變材料熱管理等，而液體熱管理受到越來越多廠商的青睞[2-4]，特別是國(guó)外車企對(duì)于液體熱管理技術(shù)研究起步早，已經(jīng)取得了一定成果，國(guó)內(nèi)還處于研究探索階段。公眾號(hào)-新能源電池熱管理。
TeslaMotors公司的Roadster純電動(dòng)汽車采用了液冷式電池熱管理系統(tǒng)。冷卻管道曲折布置在電池間，冷卻液在管道內(nèi)部流動(dòng)，傳輸電池產(chǎn)生的熱量。報(bào)告顯示在行駛約16萬公里后，Roadster電池組的容量仍能維持在初始容量的80%～85%，而且容量衰減只與行駛里程數(shù)明顯相關(guān)，而與環(huán)境溫度、車齡關(guān)系不明顯[1,5]。
展開 適用于個(gè)人熱管理的具有寬熱管理溫度范圍的可編織相變纖維材料
目前，可以通過多種方法實(shí)現(xiàn)具有熱管理特性的紡織品，例如外部空氣/液體冷卻，引入導(dǎo)熱填料以增強(qiáng)熱擴(kuò)散，或加入相變材料（PCM）。在這些方法中，基于PCM的紡織品引起了研究人員的極大興趣，PCM是先進(jìn)的儲(chǔ)能材料，其儲(chǔ)能過程基于相變。PCM主要包括聚合物（聚乙二醇等）、有機(jī)小分子（石蠟、多元醇等）和無機(jī)小分子（水合鹽等）有機(jī)固液相變材料（以石蠟為代表）具有潛熱值高、相變溫度適宜、毒性低、化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，在個(gè)人熱管理中得到了廣泛的研究。
然而，有機(jī)固液PCM的泄漏和強(qiáng)剛性可能導(dǎo)致儲(chǔ)能密度降低和對(duì)環(huán)境的破壞。目前，主要解決方案是選擇合適的支撐支架，如彈性體和多孔材料。由于多孔材料、泡沫金屬、碳材料的剛性較強(qiáng)，PCM在實(shí)際應(yīng)用中容易產(chǎn)生脆性和較大的接觸電阻，導(dǎo)致熱管理效率低下。然而，熱管理溫度范圍有限，剛性強(qiáng)，缺乏有效的可視化熱管理方法，阻礙了其廣泛應(yīng)用。因此開發(fā)多功能相變材料用于人體熱管理，對(duì)提高人體舒適度具有重要意義。
02
成果掠影
通過采用彈性體封裝PCM有助于制備儲(chǔ)能密度穩(wěn)定、環(huán)境友好的柔性PCM是有效的解決方案。聚二甲基硅氧烷(PDMS)是一種具有彈性好、成本低、無毒、不易燃、生物相容性好等特點(diǎn)的有機(jī)硅材料。
該材料目前已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)適用于智能人體管理，而且選擇空心PDMS管封裝PCM制備柔性相變纖維(PCF)是一個(gè)有效的方法。近期，西南交大的王勇教授和祁曉東教授團(tuán)隊(duì)合作在個(gè)人舒適熱管理方面取得新成果。團(tuán)隊(duì)采用真空注射法將石蠟(PW)、壬烷(NO)、熱致變色劑(TA)共混的相變混合物包封在聚二甲基硅氧烷(PDMS)空心管中制備柔性相變纖維(PCFs)。PW/NO/PDMS PCFs具有31.9℃和62.0℃左右的雙相變溫度區(qū)，拓寬了熱管理溫度范圍。
展開 新能源汽車動(dòng)力電池熱管理熱流體仿真案列分析
圖3 簡(jiǎn)化前模組
圖4 簡(jiǎn)化后模組
對(duì)于流場(chǎng)仿真：在處理幾何模型時(shí)，應(yīng)保留所有管道的內(nèi)徑和液冷板內(nèi)流道尺寸不變，對(duì)管路彎曲、管道變徑、局部彎頭等細(xì)節(jié)特征保留，水管要做到不扭曲，彎角過度平滑，同時(shí)保證簡(jiǎn)化后接頭裝配良好，對(duì)管路、接頭、冷板的外部可進(jìn)行適度的簡(jiǎn)化以減少網(wǎng)格量。
對(duì)于熱仿真：模型中的線束、掛耳、螺絲螺套、銅排、bms管理部件等對(duì)熱管理系統(tǒng)影響較小，可舍棄；對(duì)于熱管理系統(tǒng)影響較大的零件幾何特征可以適當(dāng)簡(jiǎn)化，如倒角結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)對(duì)齊等。
簡(jiǎn)化完成后，檢查整個(gè)模型是否有干涉和其他問題，如有問題，可用ANSYS-SCDM軟件對(duì)其進(jìn)行修復(fù)，如無問題，可利用SCDM對(duì)模型進(jìn)行流體域的抽取。
二、 熱管理設(shè)計(jì)
為了使動(dòng)力電池保持在合理的溫度范圍內(nèi)工作，電池包必須擁有科學(xué)和高效的熱管理系統(tǒng)。主要如下幾項(xiàng)主要功能：
(1)電池溫度的準(zhǔn)確測(cè)量和監(jiān)控；
(2)電池組溫度過高時(shí)的有效散熱和通風(fēng)；
(3)低溫條件下的快速加熱，使電池組能夠正常工作；
(4)保證電池組溫度場(chǎng)的均勻分布。
電池熱管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)是：在考慮空間布置、設(shè)計(jì)成本、輕量化等條件下，通過加熱或冷卻控制，保證電池系統(tǒng)工作在相對(duì)適宜的工作溫度，同時(shí)減小單體間溫度，保證一致性。熱管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖如下：
圖5 熱管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖
三、 仿真分析
鋰電池Pack設(shè)計(jì)中往往會(huì)借助熱流體仿真分析來輔助工程師完成pack熱管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)，在熱管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段，可對(duì)Pack、模組或電池進(jìn)行熱場(chǎng)仿真分析，根據(jù)仿真結(jié)果快速地選擇出冷卻、加熱和保溫方式；在冷卻子系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段，可以對(duì)Pack、模組或電池（帶冷卻子系統(tǒng)）進(jìn)行熱場(chǎng)和流場(chǎng)仿真分析，根據(jù)仿真結(jié)果確定冷卻通道設(shè)計(jì)、冷卻介質(zhì)、冷卻入口溫度和流量以及風(fēng)扇或泵的參數(shù)等。
展開 基于starccm的電芯熱管理仿真
6、仿真參數(shù)的設(shè)定
本案例中，電芯發(fā)熱量為10W，電芯物理?xiàng)l件選擇為總熱源：
并且電芯的導(dǎo)熱系數(shù)也可以在其中設(shè)定。
邊界條件設(shè)置為絕熱，即所有熱量均通過水冷板帶走。
水冷板流體的進(jìn)口邊界條件設(shè)置為速度進(jìn)口：
進(jìn)口流速為4m/s，進(jìn)口水溫為25℃。
7、停止標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)定：
最大內(nèi)部迭代步數(shù)為1s內(nèi)，需要計(jì)算多少步，一般為10-20步。
最大物理時(shí)間為需要計(jì)算多少秒。
8、監(jiān)控點(diǎn)的設(shè)定：
本案例監(jiān)控電芯的最大溫度：
右鍵選擇生成監(jiān)控點(diǎn)和繪圖
9、模型計(jì)算
初始化計(jì)算后，選擇運(yùn)行。
10、模型后處理
雙擊繪圖，顯示各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)溫度隨時(shí)間變化的情況：
在場(chǎng)景中，右鍵新建標(biāo)量場(chǎng)景，選擇函數(shù)，區(qū)域后，雙擊標(biāo)量場(chǎng)景，顯示模型云圖：
文章來源熱管理
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電池熱管理仿真（三）：三維仿真邊界條件和算法
所以比較普遍的是采用“離散”算法，先將流場(chǎng)算穩(wěn)定，然后關(guān)閉流場(chǎng)的動(dòng)能方程與湍流方程，只加載能量方程，并施加電池發(fā)熱量進(jìn)行瞬態(tài)工況計(jì)算。
采用這樣的算法是根據(jù)三維熱仿真與電池發(fā)熱工況的特征來制定的，忽略了溫度對(duì)換熱介質(zhì)屬性的影響，是一種可取的近似算法。
圖6：Star-ccm+穩(wěn)態(tài)變瞬態(tài)的設(shè)置
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展開 新能源汽車技術(shù)與熱管理︱AUTO TECH China 2026 廣州國(guó)際新能源汽車技術(shù)與熱管理展覽會(huì)
誰來參觀：
新能源汽車制造商、電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)/逆變器制造商、汽車零部件制造商、可充電電池制造商、汽車空調(diào)制造商等；
同期論壇：新能源汽車技術(shù)與熱管理產(chǎn)業(yè)大會(huì)
議題：
※ 三電系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用
※ 新能源電池安全技術(shù)的創(chuàng)新與實(shí)踐
※ AI大模型在整車熱管理開發(fā)中的應(yīng)用
※ 純電車熱管理系統(tǒng)能量預(yù)測(cè)—物理建模與AI工具鏈整合解決方案
※ 熱管理設(shè)計(jì)成本優(yōu)化的方法論
※ 全球首輪R290燃爆安全性驗(yàn)證
※ 高效率低成本的熱管理系統(tǒng)開發(fā)
※ 熱系統(tǒng)仿真模型與測(cè)試平臺(tái)
※ AI+智能熱管理平臺(tái)生態(tài)搭建
※ 基于轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)分析的汽車電動(dòng)壓縮機(jī)振動(dòng)和噪音分析
※ 全溫域R290熱泵型熱管理系統(tǒng)開發(fā)進(jìn)展等。
歡迎垂詢 AUTO TECH China 2026組委會(huì)：
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AUTO TECH China 2026——廣州國(guó)際新能源汽車技術(shù)與熱管理展覽會(huì)，誠(chéng)邀您與行業(yè)同仁一道共赴新能源汽車技術(shù)盛宴，共探熱管理領(lǐng)域創(chuàng)新趨勢(shì)，奏響汽車產(chǎn)業(yè)綠色升級(jí)新篇章。11月27日-30日，廣州·廣交會(huì)展館D區(qū)，聚焦核心技術(shù)，鏈接行業(yè)資源，期待您的蒞臨！廣告席位和展位已全面開啟，搶占行業(yè)風(fēng)口，預(yù)訂從速。可聯(lián)系組委會(huì)索取參展合同及展位平面圖！更多新能源汽車技術(shù)前沿成果、熱管理創(chuàng)新方案等待您現(xiàn)場(chǎng)解鎖！
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