電池包散熱系統
關注創建者：匿名 創建時間：2021-09-14
電池包散熱系統的視頻教程
Altair電池包解決方案系列研討會之電池包系統級應用建模與數字孿生應用
Altair電池包解決方案系列研討會之電池包系統級應用建模與數字孿生應用 1.電池包數學建模方法； 2.基于電池系統模型的應用與分析； 3.電池包性能監控數字孿生應用與壽命預測。
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電池包散熱系統的實例教程
新能源電池包散熱系統CAE仿真實例
前言：
隨著新能源汽車市場推廣程度的逐漸深入，應用范圍不斷加大，對電池包散熱系統方案要求也越來越高。通過對電池散熱過程的熱仿真分析，可以預測電池溫度在放電過程中的變化趨勢，檢驗電池包的散熱性能，為電池箱的設計提供理論依據。
目前，市場上主流的熱仿真分析軟件為Flotherm，今天小編將通過一個電池包熱仿真實例，帶您快速了解電池散熱系統仿真分析。
分析中采用的前提和假設：
導熱率設置：
注：材料的導熱率設定，如果是單一材料部件，如外殼等，根據部件所使用的實際材料的導熱率給定；如果是復合材料部件或多種材料組合的部件，而在3D模型中是通過簡化模型繪制的，則材料導熱率，按照集總參數法，根據經驗和理論折算給定當量導熱系數，如電芯等。
功耗設置及風機選用：
單節電池的發熱量按照電流1A和內阻50mΩ確定為0.288w，電池為18650，容量2.4Ah；
風機統一為最大風量15.87m3/h，最大全壓31.33Pa的軸流風機，可以根據具體需求隨時改換。
分析方案：
仿真工作環境：30℃環境溫度下放電1小時
分析模型：
放電一小時溫度截面云圖（Z方向）：
放電1小時速度截面云圖（Z方向）：
放電1小時速度截面云圖（Y方向）：
電池放電一小時溫度分布圖1：
電池放電一小時溫度分布圖2：
仿真結論：
在此散熱方案下，大部分電池的溫度都處在40-45℃的區間之內，少數散熱條件較好的電池區域溫度低于40℃。在最高溫度可以接受的條件下，可以通過調整風機的風量和擺放來改善溫度的不均衡度。
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展開 仿真工作環境：30℃環境溫度下放電1小時
分析模型：
放電一小時溫度截面云圖（Z方向）
放電1小時速度截面云圖（Z方向）
放電1小時速度截面云圖（Y方向）
電池放電一小時溫度分布圖
電池放電一小時溫度分布圖
仿真結論
在此散熱方案下，大部分電池的溫度都處在40-45℃的區間之內，少數散熱條件較好的電池區域溫度低于40℃。在最高溫度可以接受的條件下，可以通過調整風機的風量和擺放來改善溫度的不均衡度。
圖5-1 殘差曲線
2）數據讀取
雙擊樹節點 報告>體積分報告，設置變量參數，選取域列表中目標部件，點擊應用，讀取散熱板平均溫度數據。
圖5-2 流量報告
3）求解結果更新及導入
單擊菜單欄 求解>可視化結果，實現可視化求解結果更新，現版本計算完成后自動進行可視化求解結果。
圖5-3 結果更新
4）可視化結果
① 溫度云圖
單擊菜單欄 后處理> 云圖，選取位置域和變量參數溫度，設置等級參數256，點擊應用，讀取電池包表面溫度云圖，可以看出電池包最高溫度在314K左右，前排電池包最高溫度略低于后排電池包。
圖5-4 溫度云圖
單擊菜單欄 后處理> 面，選取域和變量參數，設置平面參數，點擊應用，讀取電池包截面溫度云圖，可以看出電池包內部溫度分布與表面溫度分布大致相同。
圖5-5 截面溫度云圖
展開 這一步是要得到某個工況下電池包熱系統的響應。
在上一步模型基礎上給定階躍輸入（設定電池一個固定發熱量）進行瞬態熱分析，記錄輸出量的階躍響應（就是在Fluent的monitor中保存相應的.out文件），當輸出量不再隨時間明顯變化時結束瞬態分析。
1.3 使用Simplorer生成LTI ROM
ANSYS在系統仿真軟件Simplorer中開發了專門用于生成LTI ROM的工具（如圖2），使用該工具可以根據上一步的階躍響應文件（.out文件）自動生成LTI ROM，生成的ROM（圖3）與原系統具有同樣的系統響應特性，這樣ROM就可以得出與原系統等效的分析結果。
在此例中，ROM的輸入端是電池模塊中16個電池的發熱量，輸出端是16個電池的平均溫度。實際案例中，輸入端和輸出端的數量都是可以根據實際情況來設定的。
圖2 LTI ROM萃取工具
圖3 在Simplorer中生成的LTI ROM
1.4 在Simplorer中完成仿真
生成LIT ROM之后，就可以在ROM中（圖3的左邊端口）給定任意工況下電池的發熱特性（圖4），得到各個電池的平均溫度隨時間變化的結果。
展開 這一步是要得到某個工況下電池包熱系統的響應。
在上一步模型基礎上給定階躍輸入（設定電池一個固定發熱量）進行瞬態熱分析，記錄輸出量的階躍響應（就是在Fluent的monitor中保存相應的.out文件），當輸出量不再隨時間明顯變化時結束瞬態分析。
1.3 使用Simplorer生成LTI ROM
ANSYS在系統仿真軟件Simplorer中開發了專門用于生成LTI ROM的工具（如圖2），使用該工具可以根據上一步的階躍響應文件（.out文件）自動生成LTI ROM，生成的ROM（圖3）與原系統具有同樣的系統響應特性，這樣ROM就可以得出與原系統等效的分析結果。
在此例中，ROM的輸入端是電池模塊中16個電池的發熱量，輸出端是16個電池的平均溫度。實際案例中，輸入端和輸出端的數量都是可以根據實際情況來設定的。
圖2 LTI ROM萃取工具
圖3 在Simplorer中生成的LTI ROM
1.4 在Simplorer中完成仿真
生成LIT ROM之后，就可以在ROM中（圖3的左邊端口）給定任意工況下電池的發熱特性（圖4），得到各個電池的平均溫度隨時間變化的結果。
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AICFD是由天洑軟件自主研發的通用智能熱流體仿真軟件，用于高效解決能源動力、船舶海洋、電子設備和車輛運載等領域復雜的流動和傳熱問題。軟件涵蓋了從建模、仿真到結果處理完整仿真分析流程，幫助工業企業建立設計、仿真和優化相結合的一體化流程，提高企業研發效率。
一、概 要
1）案例描述
本案例針對電池模組風冷散熱進行仿真分析，包含8個電池模組。案例使用湍流模型、熱源模型和多孔介質模型進行熱仿真分析
關鍵詞：儲能電池包;風冷散熱系統;液冷散熱系統;溫度分布;參數影響;
1 引言
隨著各國對航運節能減排的高度重視，一些新技術、新理念被應用到了船舶的設計、建造和運營當中。全電船舶作為其中極具代表性和發展潛力的技術之一，被認為是構建未來綠色航運體系的重要一環[1]。
來源 | 電源技術
作者 | 楊朝蓬，張寧，段志宇
單位 | 中國電子科技集團公司第十八研究所
摘要：鋰離子電池作為電動汽車動力電池首選，維持其工作在最佳溫度范圍需要應用散熱系統。針對常用的風冷散熱系統，闡述了不同類型的特點，綜述了國內外在電池內部流道、進出風口結構、冷卻空氣流體參數等方面開展的仿真與實驗研究，以及采用優化算法和優化策略，改善電池內部溫度和溫差的優化設計研究
新能源汽車自燃的類型主要有四種：
嚴重交通事故，碰撞引起的燃燒；
車輛行駛或放置過程中，地面輻射的熱量被電池包吸收，散熱系統不到位，造成電池熱失控發生燃燒；
涉水浸水后，防水失效，水進入電池箱造成短路自燃；
充電過程的燃燒，涉及軟件、硬件等方面復雜的控制問題，這也是發生頻率較高的一種狀況
與Actran耦合進行聲學分析；一維系統分析方面，具備與GT-SUITE、KULI進行多系統耦合分析的能力，例如通過系統建模與三維仿真耦合來分析空調制冷回路對電池包水冷系統的散熱效果等。還可通過集成優化平臺Optimus、Isight等進行優化設計。
麥格納國際混合動力汽車電池包熱管理模擬
福特和德爾福合作的全混合電動車電池包散熱系統設計
電池模組風道優化案例
針對電池包還需要進行結構強度分析，比如翻轉，沖擊，跌落分析等。試用ANSYS分析軟件，觀察電池包在各種工況中結構表現情況，快速，安全，可行。
文章
1.新能源電池包散熱系統CAE仿真實例
主要內容：電芯導熱界面設置、功耗設置及風機選用、分析模型、仿真結論...
分析中采用的前提和假設：
導熱率設置：
電芯導熱界面設置
注：材料的導熱率設定，如果是單一材料部件，如外殼等，根據部件所使用的實際材料的導熱率給定；如果是復合材料部件或多種材料組合的部件，而在3D模型中是通過簡化模型繪制的，則材料導熱率，按照集總參數法，根據經驗和理論折算給定當量導熱系數，如電芯等。
功耗設置及風機選用：
風機統一為最大風量15.87m3
麥格納國際混合動力汽車電池包熱管理模擬
福特和德爾福合作的全混合電動車電池包散熱系統設計
電池模組風道優化案例
針對電池包還需要進行結構強度分析，比如翻轉，沖擊，跌落分析等。試用ANSYS分析軟件，觀察電池包在各種工況中結構表現情況，快速，安全，可行。
1 熱管理的意義
隨著傳統內燃機汽車所造成的環境問題以及石油資源的緊缺情況日益突出，國家陸續推出相關政策的大力推動電動汽車?近些年電動汽車發展迅猛，產銷規模日益擴大?其中動力電池技術作為電動汽車發展的瓶頸，在電池技術上尋求突破是各大汽車廠商的共同目標?
目前主流的動力電池主要為鎳基電池和鋰電池?其中鋰電池(磷酸鐵鋰?三元鋰等)具有能量密度高?無記憶效應等優點，十分適合乘用車的使用需求，因而是目前各廠商的第一選擇
