冷卻方案
關注創建者：yxp0710 創建時間：2020-09-04
冷卻方案的視頻教程
基于無網格思想的新能源電機冷卻快速分析方案
本次課程會介紹CONVERGE軟件無網格思想、功能和技術特點，及其在電機冷卻方面的分析方案，讓用戶快速了解CONVERGE在該應用中如何發揮其網格思想和模型優勢，并使用戶短時間內掌握電機冷卻分析過程和操作方法。 課程大綱： 1. 電機冷卻主題概述 2. CONVERGE軟件簡介及在電機冷卻分析方案及優勢 3. 某強制風冷電機分析案例演示
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新能源電池包熱管理分析技術講解
1首先介紹鋰電池基礎知識及特性 2介紹鋰電池生熱機理，掌握生熱速率的計算方法，并用于計算 3了解常見傳熱方式，掌握軟件傳熱部分的使用方法 4掌握不同冷卻方案的數值模擬方法 5學會電池包的簡化思路和網格劃分方法 6掌握多參數的材料屬性設置方法 7明白如何基于實驗數據完成對多工況下的電池包熱管理仿真分析設置 8基于實驗數據進行后處理 9通過多相流模擬冷卻裝置的工作效果
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Simerics汽車應用線上系列講座
01-燃油發動機活塞噴油冷卻及系統熱仿真 02-整車涉水排水及車身電鍍仿真 03-整車冷卻系統及熱交換器分析應用 04-發動機潤滑系統及軸承仿真 05-新能源車電機冷卻問題解決方案 06-整車空氣動力學、前端通風及除霜除霧應用 07-齒輪箱、離合器及傳動系統仿真分析
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冷卻方案的實例教程
對于航空或燃氣渦輪發動機中需要高溫條件下運行的零件來說，很多零件需要帶冷卻通道。在這方面，根據市場觀察，除了冷卻通道，點陣結構在散熱方面也獲得了不斷深入的研究與應用。
提高局部對流冷卻效果
根據市場研究，UTC聯合技術正在將3D打印技術應用于燃氣渦輪發動機部件的冷卻方案，包括在燃氣渦輪發動機部件的壁內部的點陣結構。通過點陣結構為燃氣渦輪發動機部件提供有效的局部對流冷卻，使得部件可以經受通過核心流動路徑的熱燃燒氣體的高溫。
據了解，UTC聯合技術所設計的點陣結構可以適應于任何給定的燃氣渦輪發動機部件或部件的某個部分的特定冷卻需求。換句話說，通過改變點陣結構（圖中編號80）的設計和密度，可以調整以匹配外部熱負荷和局部壽命要求。
不過對于任何給定的點陣結構來說，實際設計可取決于部件的幾何形狀。還需要考慮各種要求，包括壓力損失、局部冷卻流量、冷卻空氣熱量吸收、熱效率、總體冷卻效率、空氣動力學混合和可生產性考慮，并且還需要考慮燃氣渦輪發動機的特定參數。
點陣結構（圖中編號80）可以通過諸如粉末床金屬熔融的增材制造工藝來生產，當然還可以通過電子束熔化（EBM）工藝來生產。不過，據了解，UTC聯合技術還通過鑄造工藝來生產點陣結構，這種增材制造工藝可用于生產難熔金屬芯（RMC），包括但不限于鉬c。
左手冷卻通道，右手點陣結構
談到發動機部件的冷卻技術，我們通常想到的是冷卻通道的方式。根據市場觀察，增材制造技術可以用來實現帶冷卻通道的發動機葉片從而使得這些葉片可以在極高的溫度下運行，而沒有這些冷卻通道的情況下，這些葉片會在極高的高溫下發生變形。而3D打印可以使得冷卻通道的形狀極為復雜，從而提高冷卻效率，使得發動機可以在更高的溫度下運行，從而使得飛機的運行效率更高，更經濟。
展開 對于航空或燃氣渦輪發動機中需要高溫條件下運行的零件來說，很多零件需要帶冷卻通道。在這方面，根據3D科學谷的市場觀察，除了冷卻通道，點陣結構在散熱方面也獲得了不斷深入的研究與應用。
提高局部對流冷卻效果
根據3D科學谷的市場研究，UTC聯合技術正在將3D打印技術應用于燃氣渦輪發動機部件的冷卻方案，包括在燃氣渦輪發動機部件的壁內部的點陣結構。通過點陣結構為燃氣渦輪發動機部件提供有效的局部對流冷卻，使得部件可以經受通過核心流動路徑的熱燃燒氣體的高溫。
根據3D科學谷的了解，UTC聯合技術所設計的點陣結構可以適應于任何給定的燃氣渦輪發動機部件或部件的某個部分的特定冷卻需求。換句話說，通過改變點陣結構（圖中編號80）的設計和密度，可以調整以匹配外部熱負荷和局部壽命要求。
不過對于任何給定的點陣結構來說，實際設計可取決于部件的幾何形狀。還需要考慮各種要求，包括壓力損失、局部冷卻流量、冷卻空氣熱量吸收、熱效率、總體冷卻效率、空氣動力學混合和可生產性考慮，并且還需要考慮燃氣渦輪發動機的特定參數。
點陣結構（圖中編號80）可以通過諸如粉末床金屬熔融的增材制造工藝來生產，當然還可以通過電子束熔化（EBM）工藝來生產。
不過，根據3D科學谷的了解，UTC聯合技術還通過鑄造工藝來生產點陣結構，這種增材制造工藝可用于生產難熔金屬芯（RMC），包括但不限于鉬c。
3D科學谷Review
左手冷卻通道，右手點陣結構
談到發動機部件的冷卻技術，我們通常想到的是冷卻通道的方式。根據3D科學谷的市場觀察，增材制造技術可以用來實現帶冷卻通道的發動機葉片從而使得這些葉片可以在極高的溫度下運行，而沒有這些冷卻通道的情況下，這些葉片會在極高的高溫下發生變形。
展開 02
成果掠影
近期，華南理工大學機械與汽車工程學院簡棄非教授團隊提出了一種新穎的被動冷卻方案，將均熱板集成到質子交換膜燃料電池堆中進行熱管理。研究團隊設計并制作了1.32 mm厚的均熱板，并通過使用加熱墊在不同功率下進行測試來驗證其傳熱性能。在確認均熱板能夠滿足散熱要求后，在快速啟動和穩態運行期間對與均熱板耦合的電池堆的輸出特性進行實驗評估。結果表明均熱板在熱通量密度僅為 0.052 W/cm2的情況下有效運行在蒸發部分，同時在 48 W 下保持最大面內溫差 2.6 °C。在電池堆從 0 A 到 40 A 的快速啟動加載過程中，均熱板表現出快速的熱響應和出色的溫度均勻性，防止由于工作溫度不當而導致堆棧性能下降。與一般的風冷電池堆相比，與均熱板結合的電池堆的電壓顯著提高了 21.7%。這些結果系統地證明了均熱板用于風冷質子交換膜燃料電池堆熱管理的可行性。相關研究成果以“Experimental study of a passive thermal management system using vapor chamber for proton exchange membrane fuel cell stack”為題發表于《Renewable Energy》。
03
圖文導讀
圖1 (a)PEMFC傳熱原理圖，(b)蒸汽室工作原理圖。
展開 冷卻水管路布置應符合表的規定，賣方在技術報價時應明確冷卻水管路系統的方案。
三、泵冷卻水管路方案的選擇
1.輸送介質溫度低于120℃的，通常不設置專門的冷卻系統，多采用本身介質來潤滑和冷卻，對于易結晶或含有顆粒的介質應配有密封面沖洗管路(設計時均留有接口)。
2.輸送介質溫度高于120℃時，應考慮是否需要對軸承箱進行冷卻，冷卻水管路系統采用表中的方案A和方案K。
3.輸送介質溫度高于120℃時，宜對密封液(或緩沖液)進行冷卻(金屬波紋管密封除外)，以降低密封腔的溫度，改善密封的工作條件，延長其使用壽命。冷卻水管路系統采用表中的方案K和方案M。
4.輸送介質溫度高于300℃時，不僅泵頭部分需要冷卻，懸架軸承室也應設有冷卻系統，泵結構一般為中心支承形式，機械密封最好采用金屬波紋管型，但價格高(價格是普通機封的10多倍)。
5.輸送易結晶液體時，應考慮對機械密封設置外供液體(如水、蒸汽等)進行冷卻(Quench)密封腔，并防固體在大氣側積聚；輸送飽和蒸汽較高的液體(如液化氣、液氨等)時，應考慮對機械密封設置一外供液體(如40℃熱水、蒸汽等)進行加熱(Quench)，以防止液化氣或液氨等因壓降汽化而結冰，并防止輔助密封圈變硬發脆，失去密封作用。
展開 ▲圖7.BMU的位置在一個模組上方
Part 2
和特斯拉的頂部冷卻（4680）方式做對比
當然特斯拉想做的，是在底部做支撐和泄壓排放，然后在頂部做電氣連接和絕緣設計，并且通過導熱膠的部分，讓母排的熱量充分散出去。
相比較Lucid頂部做電氣連接嵌塑的方法，這種電氣絕緣和導熱散熱模式效果可能更直接一些。再加上里面本來就有的散熱板，面向400V900A的特別容易發熱的充電曲線，這個設計并不過分。
▲圖7.特斯拉的4680散熱設計對比
比較期待3月份等4680Model Y完成交付，實際產品設計出來以后，我們看這一代產品和國內電池的性能差異。
小結：美國這邊做圓柱電池設計還是非常多的，而在中國不太有人愿意做圓柱電芯的應用，主要還是因為在中國很難打通產品設計到制造層面這條通路——車企的方案還是通過供應商來直接做更快；同時主要的圓柱供應商能力也比較有限。
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10:55-11:40 | 功率模塊設計平臺：電熱耦合和自動化的最佳實踐
演講嘉賓：
（Ansys現為新思科技旗下公司）
廉海潯 | Ansys應用工程主管
2021年加入 Ansys，具備豐富的液冷與風冷熱管理經驗，目前主要負責 Icepak 的產品支持及應用流程搭建工作，專注于熱阻網絡分析方法與相關熱仿真設計流程的構建與優化，熟悉并掌握多種冷卻方案及其工程應用，能夠為電子系統熱設計提供專業支持
除了上述方案之外，工程師還可以對兩相冷卻和浸沒式冷卻等解決方案（單獨或組合使用）進行仿真，以確定數據中心核心的最佳配置，從而優化計算性能、能耗、熱輸出、冷卻系統的效率和成本。
然而，即便數據中心的每個元件都經過精心設計和構建，以最大限度地降低功耗和散熱，數據中心運行時仍會產生熱量。
如何在開發過程中實現冷卻折衷方案
將功率損耗降至最低固然重要，但大電流產生的熱量會導致功率半導體模塊失效，尤其是在高溫環境中。因此，必須考慮高效的冷卻機制，才能在不影響模塊性能、可靠性、效率和使用壽命的前提下，保持連續輸出的高功率密度。
在混合物中引入冷卻技術可以提高傳熱速率，即半導體器件耗散熱量的速率。然而，這些技術，可能會增加系統中的壓降或冷卻劑流動的阻力水平。
Ansys Icepak可提供強大的電子冷卻解決方案，利用行業領先的Ansys Fluent計算流體力學（CFD）求解器對集成電路（IC）、封裝、印刷電路板（PCB）和電子設備進行熱分析和流體流動分析。
Ansys Mechanical是業界領先的有限元求解器，具有結構、熱學、聲學、瞬態和非線性功能，可幫助改進建模。
每天的現場演示將以結構化產品瀏覽、技術數據可見性和 AKG 冷卻解決方案的交互式 3D CAD 配置器為特色。
CONEXPO-CON/AGG 2026 已于 3 月 3 日至 7 日在拉斯維加斯會議中心舉行，展位號 南廳S80242。
三、諾冠（IMI Norgren）的冷卻實現方案
針對確有冷卻需求的應用，諾冠提供多種高效、可靠的熱管理策略：
自然對流散熱設計
優化閥體結構，增加散熱鰭片，提升表面積，適用于中等負載場景。
強制風冷
在閥體周圍加裝小型風扇，加速空氣流動，適用于封閉電柜或空間受限但溫升可控的場合。
微乳切削液廠家推薦4個月前
該產品廣泛應用于CNC加工中心、高速車床、鉆床、銑床等全行業數控機床，為機加工、車床加工等領域提供高效潤滑與冷卻解決方案。
廠家在技術與服務上極具競爭力。15人的專業研發團隊，融合特殊行業專家智慧與資深老師傅經驗，不僅能保障現有產品的核心競爭力，還能針對客戶特殊機器或工況，定制專屬配方方案。
Ansys Icepak提供強大的電子冷卻解決方案，利用業界領先的Ansys Fluent計算流體力學（CFD）求解器，用于集成電路、封裝、印刷電路板和電子組件的熱流和流體流動分析，集成在Ansys電子桌面（AEDT）中，現為復雜幾何結構提供了顯著提升的設計性能和顯著提升的網格精度。
一期一會 | 什么是失效分析？6個月前
Ansys Icepak電子散熱仿真軟件：提供的熱分析可用于檢查在不同冷卻解決方案的影響下，PCBA上不同組件的溫度。Icepak分析的結果，可用于識別超出組件額定值的溫度，評估組件降額裕量，或將其納入到Sherlock分析中進行組件級可靠性預測。
歡迎聯系我們，以進一步了解Ansys軟件如何幫助企業利用仿真的預測功能來突破設計極限。
一期一會 | 什么是失效分析？6個月前
Ansys Icepak電子散熱仿真軟件：提供的熱分析可用于檢查在不同冷卻解決方案的影響下，PCBA上不同組件的溫度。Icepak分析的結果，可用于識別超出組件額定值的溫度，評估組件降額裕量，或將其納入到Sherlock分析中進行組件級可靠性預測。
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