電池熱的案例
汽車電池熱管理熱失控原因及預防策略介紹（附視頻教程）
汽車電池熱失控是指電池在特定條件下，?內部溫度急劇上升，?導致電池無法控制地進入不可控狀態，?嚴重時可能引發電池自燃甚至爆炸。?這種狀態通常由幾個關鍵因素引起，?包括過熱、?過充、?內短路和碰撞等。?當電池的熱失控達到一定溫度后，?電池內部的溫度會直線上升，?從而導致燃燒爆炸。
我們時不時會在新聞中看到電動汽車起火的事故，電動汽車起火事件中，很多時候都與汽車電池有關。作為電動汽車的“心臟”，電池組的設計、制造、使用和維護等環節都可能存在安全隱患。一旦電池出現問題，就可能殃及其他。
所以今天我們就來剖析一下汽車電池熱失控的那些事。
part1「汽車電池熱失控原因」
汽車電池熱失控的原因主要包括過充電、?過放電、?過負荷、?外部短路、?內部短路、?絕緣性下降以及電芯熱失控。?
過充電和過放電：?長時間充電電流過大或電壓過高，?或動力電池長時間處于過度放電狀態，?都會導致電池內部壓力過大，?進而引起電池內部溫度升高，?最終引發熱失控。?
過負荷：?電動汽車動力電池在使用過程中若長時間處于過載狀態下，?也會造成熱失控。?
外部短路和內部短路：?短路故障通常由于過充電和過放電導致，?電池內阻增大后，?電解液分解出氣體，?引起氣體膨脹和爆炸，?產生大量熱量，?導致電池內部溫度迅速升高，?進而引起熱失控。?
絕緣性下降：?電池絕緣性能下降，?可能導致電池內部短路，?從而引發熱失控。?
電芯熱失控：?電芯熱失控是導致電動汽車動力電池熱失控的主要原因之一，?涉及到電池內部壓力過大和溫度升高的問題。?
part2「為何汽車電池熱失控無法預測」
汽車電池熱失控無法預測的原因主要在于電池內部復雜化學反應和物理過程的難以預測性，?以及外部條件對電池安全性的影響。?
展開 熱仿真分享 | 動力電池PACK熱管理系統性能研究-STARCCM+
摘要：為延長電池使用壽命，提高電池安全性，需要對電池進行熱管理。電動汽車動力電池熱管理系統在理論分析、仿真建模、實驗驗證基礎上開展設計工作，綜合考慮了電池產熱原理、產熱模型、發熱功率后，確定了基于液體的熱管理模式。使用CFD軟件對所設計系統進行仿真和分析，并對工程樣機熱管理有效性進行了實驗驗證。
當前，整個電動汽車行業蓬勃發展。電池是電動汽車核心部件，電池的熱特性對整車性能、安全性、壽命及使用成本產生關鍵影響。
配置電池熱管理系統是改善電池組熱特性關鍵措施之一，系統熱管理功能包括：(1)在電池溫度較高時進行有效散熱，防止產生熱失控事故；(2)在電池溫度較低時進行預熱，提升電池溫度，確保低溫下的充放電性能和安全性；(3)減小電池組內的溫度差異，抑制局部熱區的形成，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式冷卻和主動式冷卻，其中只利用周圍環境冷卻的方式為被動式冷卻。隨著國家對電池能量密度、安全性、使用壽命以及快充要求的不斷提高，被動式的自然冷卻技術已經不能滿足電池散熱要求。當前主要的主動式熱管理形式有空氣強制對流熱管理、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]，特別是國外車企對于液體熱管理技術研究起步早，已經取得了一定成果，國內還處于研究探索階段。公眾號-新能源電池熱管理。
TeslaMotors公司的Roadster純電動汽車采用了液冷式電池熱管理系統。冷卻管道曲折布置在電池間，冷卻液在管道內部流動，傳輸電池產生的熱量。報告顯示在行駛約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明顯相關，而與環境溫度、車齡關系不明顯[1,5]。
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摘要：為延長電池使用壽命，提高電池安全性，需要對電池進行熱管理。電動汽車動力電池熱管理系統在理論分析、仿真建模、實驗驗證基礎上開展設計工作，綜合考慮了電池產熱原理、產熱模型、發熱功率后，確定了基于液體的熱管理模式。使用CFD軟件對所設計系統進行仿真和分析，并對工程樣機熱管理有效性進行了實驗驗證。
當前，整個電動汽車行業蓬勃發展。電池是電動汽車核心部件，電池的熱特性對整車性能、安全性、壽命及使用成本產生關鍵影響。
配置電池熱管理系統是改善電池組熱特性關鍵措施之一，系統熱管理功能包括：(1)在電池溫度較高時進行有效散熱，防止產生熱失控事故；(2)在電池溫度較低時進行預熱，提升電池溫度，確保低溫下的充放電性能和安全性；(3)減小電池組內的溫度差異，抑制局部熱區的形成，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式冷卻和主動式冷卻，其中只利用周圍環境冷卻的方式為被動式冷卻。隨著國家對電池能量密度、安全性、使用壽命以及快充要求的不斷提高，被動式的自然冷卻技術已經不能滿足電池散熱要求。當前主要的主動式熱管理形式有空氣強制對流熱管理、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]，特別是國外車企對于液體熱管理技術研究起步早，已經取得了一定成果，國內還處于研究探索階段。公眾號-新能源電池熱管理。
TeslaMotors公司的Roadster純電動汽車采用了液冷式電池熱管理系統。冷卻管道曲折布置在電池間，冷卻液在管道內部流動，傳輸電池產生的熱量。報告顯示在行駛約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明顯相關，而與環境溫度、車齡關系不明顯[1,5]。
展開 基于電池熱導率測量的電池監測方法
來源 | Nature Communications
00
背景介紹
鋰離子電池是手機、電動汽車等產品的核心儲能器件。特定運行工況（如極端溫度和倍率）容易造成電池的過早衰減和熱安全問題。深入理解真實世界的電池衰減是提升實際應用中電池壽命、安全性及可靠性的關鍵，依賴于先進的電池傳感技術。多種傳感信號已被用于電池監測，如溫度、壓力、電化學、聲學及光學等，然而，大多數現有傳感技術具有復雜、嵌入式和定性的特點，難以用于長期獲取商業電池的定量衰減信息。
02
成果掠影
近期，南方科技大學曾玉強助理教授課題組在電池傳感領域取得新進展，建立了電池衰減相關的熱導率模型，將電池熱導率作為電池衰減的定量監測指標，提出了一種非嵌入式的電池衰減定量評估手段。在前期工作中，團隊以電極熱導率為傳感信號，基于電極熱導率和鋰離子濃度之間的定量關系，量化了電極厚度方向的熱導率和鋰離子濃度的空間分布。在此基礎上，團隊利用電池熱導率對電池結構變化的強依賴性，將其作為電池衰減的定量指標。根據團隊建立的電池熱導率模型，電池的兩種主要衰減機制對其熱導率有著相反的影響：析鋰會降低負極顆粒與隔膜之間的緊縮熱阻而提高電池熱導率，電解液消耗則會降低流體部分的有效熱導率而降低電池熱導率?；?em>電池熱導率模型，團隊開發了熱傳感方案，用于電池衰減的非嵌入式監測和定量評估。該方案由電池熱導率模型標定和熱導率實時測量兩部分組成。概念驗證研究表明，由實時測量的熱導率變化及趨勢，可以反推電池衰減源的演變過程，進而定量區分鋰沉積以及與副反應和鋰沉積相關的電解液消耗。以不同熱管理條件下的電池快充為例，高溫抑制了鋰沉積導致的電池衰減，但加速了電解液的消耗，兩種衰減機制之間的平衡決定了電池的最佳運行溫度。
展開 
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）
這也就是電池熱管理系統存在的意義。
下方三張圖片是不同的電池熱管理系統展示圖例
電池熱管理風冷系統
電池熱管理液冷系統
電池熱管理直冷系統
電動汽車目前在汽車市場上非常常見，該行業正在迅速發展，現在高性能的動力電池系統成為推動電動汽車產業發展的重要因素。但是伴隨著能量密度提高和放電深度增加，電池熱管理問題逐漸凸顯。良好的熱管理方案能夠提高電池的壽命，保障電池性能，延長電動汽車的行駛里程。
動力電池熱管理方案概述
內置熱源型
內置熱源型熱管理方案是通過在電池內部集成加熱器或冷卻器，直接對電池進行加熱或冷卻。該方案能夠實現精確控制，但對電池結構改動較大，且成本較高。
外置熱源型
外置熱源型熱管理方案通過在電池箱外部設置加熱器或冷卻器，采用空氣或液體進行熱交換，再對電池進行加熱或冷卻。該方案具有成本低、安裝方便等優點，但可能會影響電池的穩定性。
自然對流式
自然對流式熱管理方案利用電池箱內的空氣自然對流進行散熱。該方案成本較低，但對環境要求較高，且可能會影響電池性能。
強制對流式
強制對流式熱管理方案通過設置風扇等設備，強制電池箱內的空氣進行對流，提高散熱效率。該方案適用于對散熱要求較高的場合，但需要考慮風扇等設備的能耗和噪音問題。
熱泵系統
熱泵系統是一種利用制冷劑在封閉系統中循環流動，實現能量轉移的高效熱管理方案。該方案具有較高的能效比，但對系統密封性和制冷劑選擇要求較高。
動力電池熱管理發展趨勢
動力電池熱管理技術的發展趨勢是向著更高效率、?更安全、?更環保的方向發展。?
隨著新能源汽車市場的快速增長，?用戶對新能源汽車的續航、?快充、?安全、?壽命等維度的要求不斷提升，?這對動力電池的性能提出了更高的要求。?
展開 中汽研-基于專利分析的新能源汽車動力電池熱管理技術發展現狀分析
排名第2的發明人為伍星馳，隸屬于比亞迪股份有限公司，專利申請年大部分為2017年，研究重點集中在電池熱管理系統方案，車載空調及冷媒與電池熱管理系統的協同工作。從重點發明人的專利申請年也可以看出，2017年，動力電池熱管理技術產生了很多新變革。
3.5動力電池熱管理技術技術分布分析
動力電池熱管理技術按技術分支主要可分為液冷、風冷、導熱結構和材料、熱管理控制系統、電加熱。動力電池液冷技術是在電池包內設計換熱結構，結構外部與電池單體貼合，結構內部為換熱液體通道，將動力電池充放電過程中產生的熱量帶走或者低溫時為電池加熱，使電池工作在適合的溫度范圍內，其冷卻效果好，但由于換熱液體進入電池包內部，為系統帶來安全隱患；風冷技術是電池包內部設計有冷卻換熱風道，通過接口連通電池包外部管路，與外部冷卻風機相通形成散熱循環，風道內的風將電池產生的熱量帶走，冷卻效果較好，但次于液冷設計，其優點是成本低、安全性好。動力電池熱管理是協調控制熱管理各部件是否工作及開啟和關閉時序，并協調與駕駛艙熱管理、驅動電池熱管理系統的系統工作，適時利用車輛熱量。
以動力電池熱管理技術的研發難點為核心，綜合考慮動力電池熱管理方式、檢索可能性、行業分類習慣等因素，提出相對簡單且研發關注較低的部分，確定了電池熱管理技術的技術分支，并對技術分布進行統計，如表3所示。
展開 一文看懂「電池熱管理工程師」的進階路！月薪3W-6W不是夢～
1.從供應鏈/領域細分
分為整車廠電池熱管理工程師、電池廠熱管理工程師和其他零部件產的熱管理工程師。
2.從產品上分類：
熱管理工程師有儲能熱管理工程師和新能源汽車電池熱管理工程師（它主要面對儲能產品和汽車電池產品）
3.按工作內容分類：
電池熱管理結構設計、電池熱管理仿真、電池熱管理測試。（在不同的公司，可能會出現出現一人身兼多職的情況，一般會出現工程師即負責熱管理設計也負責熱管理仿真，但是大部分工程師是分開的。如果處在零部件廠，大概率會出現熱管理設計和仿真工程師同一個人負責的）
問題來了：對于正在找工作的人來說該如何選擇？
建議優先選擇整車廠電池熱管理工程師，畢竟一直會是甲方爸爸；其次電池廠熱管理工程師也不錯，能夠接觸到更多的電池知識和不同的電池熱管理的設計方案有利于快速提升自己；最后是零部件廠熱管理工程師，這個工作可能比較雜，也會受到甲方爸爸的壓迫，不停的做方案、優化方案和測試驗證。但電池廠熱管理工程師可能也是這樣，只是一般電池廠規模較大，有自己的一套流程，所以零部件廠就可能比較慘，一般規模不會太大還處于供應鏈最下游，所以利潤率也會比較低（以上也是相對判斷）。
展開 汽車鋰電池熱失控與熱管理全新解決方案及新能源電控系統優化方案介紹【8月8日直播】
*精彩直播預告
鋰電池作為主要動力電源之一已被廣泛應用于各個行業，因其高能量的特點，預防電池熱失控進行電池熱管理控制一直是被企業重點關注的問題。為了保證鋰電池的最佳性能、安全性和使用壽命，鋰電池必須在特定的溫度范圍內工作，而如何有效的預防鋰電池熱失控進行熱管理是企業面臨的嚴峻挑戰。?？怂箍倒I軟件旗下的Cradle CFD軟件可以為電池熱失控和熱管理提供全新解決方案。
Cradle CFD軟件具備鋰電池的簡易平衡模型，同時還具備詳細電化學P2D模型，可以對單電池以及整體電池包進行熱仿真。針對電池熱失控問題，現有1D-3D耦合方法計算量大、輸入參數多、計算時間長等問題存在，Cradle CFD軟件開發了新的電池組的半經驗模型，可以給工程師提供高效的工作流程，快速計算開發出強大的鋰電池產品。
本期?？怂箍抵辈ブv堂請到了流體仿真專家李晶博士為我們詳細講解鋰電池熱失控和熱管理全新解決方案，同時幫助用戶了解并結合機器學習優化新能源電控系統解決方案，最后傳遞IGBT等快速傳熱分析所用的BCI-ROM新方法，超多干貨，精彩不容錯過！
8月8日 14:00
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直播內容聚焦
?? 電池整體解決方案：
解決多尺度問題
解決多物理場問題
?? 電池熱安全解決方案；
?? BCI-ROM解決方案。
展開 如何進行動力電池熱管理仿真和設計
一、 電池熱管理簡介
電池熱管理系統(BTMS)，是用來確保電池系統工作在適宜溫度范圍內的一套管理系統，主要由電池箱、傳熱介質、監測設備等部件構成。
溫度對動力電池整體有非常顯著的影響，一般要綜合考慮溫度對電池性能、壽命和安全的影響，電池熱管理系統需要維持電池處于最優工作范圍，獲得性能和壽命的最佳平衡。
電池熱管理系統有如下幾項主要功能
(1)電池溫度的準確測量和監控
(2)電池組溫度過高時的有效散熱和冷卻；
(3)低溫條件下的快速加熱，使電池組能夠正常工作；
(4)有害氣體產生時的有效通風；
5)保證電池組溫度場的均勻分布
電動電池作為電動汽車的唯一動力來源，是影響電動汽車性能的重要指標，電池必須滿足性能要求才可以保證正常的行駛。
二、 電池熱管理工程師的工作內容
1。協同進行電芯或模組的選型、熱管理性能評估及設計目標確認
l 評估電芯模組的高低溫性能_容量衰減、能量衰減、循環壽命、發熱特性等；
l 明確電池熱管理系統的設計目標_最高溫度、最低溫度、電芯溫差、電池保溫性能、升溫速率等；
2。
展開 基于鋰電池冷空氣通道的相變材料被動電池熱管理系統的熱性能增強
在替代傳統車輛內燃機的現有選擇中，電力驅動的動力總成，包括電動機和機電電池似乎是最有前途的。
電池熱管理系統分為有源 TMS、無源 TMS 和混合 TMS。被動熱管理系統，如熱管或受益于相變材料 (PCM) 的系統，可以在不消耗任何能量的情況下控制電池溫度。然而，它們的冷卻能力有限，這意味著它們的可靠性不能滿足汽車傳熱工程師的要求。另一方面，利用主動式 TMS 可以達到更大的冷卻能力，但要達到這一目的，需要消耗大量能量。此外，創建均勻的溫度分布被認為是對這些 TMS 的大膽挑戰。在混合動力電池熱管理系統中，結合了主動和被動TMS的優點，并試圖盡可能地由另一方的角色來彌補缺點，然而，當前對這種電池熱管理系統的研究很少。
02
成果掠影
近期，伊朗科技大學汽車工程學院G.R. Molaeimanesh團隊研究出一種混合動力電池熱管理系統（BTMS），基于相變材料的主動熱管理系統（TMS）和被動TMS的組合(PCM) 將電池溫度保持在合適的范圍內，同時與被動 TMS 相比具有更好的冷卻效果，并且使用比主動 TMS 更少的能量。在整個研究中，該團隊對具有三種不同冷卻管道結構和三種不同冷氣流壓力差的九個案例進行了模擬和研究。結果表明，即使在最壞的情況下，溫度的升高也是安全的、可接受的，并且對于熱管理考慮來說足夠平穩。電池的最高溫度從未超過 314 K，顯示出所提出的混合 BTMS 的完美能力。此外，人們可以注意到入口空氣越強大流或通過 PCM 體積的冷卻管道越長，電池表面溫度越低。此外，在所有模擬情況下，電池模塊內電池的最大溫差不超過 1.6 °C，證明了所提出的混合 BTMS 在電池組內創造均勻溫度分布方面的出色能力。
展開 基于lab-on-fiber技術原位監測鋰離子電池熱失控
來源 | Nature Communications
01
背景介紹
隨著全球范圍內能源危機的出現，并在“雙碳”目標驅動下，鋰離子電池獲得了蓬勃發展，然而電池熱失控被喻為威脅電池安全的“癌癥”，是制約電動汽車與新型儲能規模化發展的核心瓶頸。因此亟需深入理解鋰離子電池熱失控演變機制，并提出早期預警策略以防止火災爆炸事故的發生。導致電池熱失控的根源，是電池內部一系列復雜且相互關聯的“鏈式副反應”。最具代表性的鏈式反應包括：外部電、熱、機械濫用→內部產熱→SEI膜分解→負極與電解液反應、產氣→隔膜熔化→內部短路→安全閥開啟→正極與電解液反應、產氣→電解液分解、產氣→電解液、氣體燃燒→起火爆炸！從局部短路到大面積短路，電池內部溫度快速提升，可高達800℃以上，引發電池起火爆炸。由此可見，“溯源電池熱失控發生的內在誘因，厘清各分步反應之間的耦聯關系，揭示熱失控主導機制與動力學規律，前移熱失控預警時間窗口”是從根本上解決儲能安全問題的核心。然而，由于電池的密閉結構和內部復雜的反應機制，電池內部核心狀態參量檢測的準確性和實時性無法保證。最新報道的具有“透視”檢測能力的科學儀器（如中子衍射、X射線衍射、冷凍電鏡等），由于儀器體積龐大、價格昂貴，無法應用于電池使用終端。如何科學、及時、準確地預判電池安全隱患，成為當前電池安全領域的國際性科學難題。
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成果掠影
近期，中國科學技術大學孫金華教授和王青松研究員團隊與暨南大學郭團教授團隊提出了一種可植入電池內部的多模態集成光纖原位監測技術，在國際上率先實現了對商業化鋰電池熱失控全過程的精準分析與提早預警。
展開 
不同老化路徑對鋰離子電池熱失控行為影響對比研究
而對于SOH為85%和80%的電池，熱失控觸發溫度T2也從新鮮電池的213℃降低到180℃，電池的熱穩定性急劇下降。對于常溫大倍率循環老化的電池，SOH為80%的電池在50~120℃的溫升速率增加，明顯高于新鮮電池在對應溫度區間的溫升速率，電池的熱失控觸發溫度T2也有所降低，表明電池的熱穩定性有所下降。隨著SOH的降低，高溫擱置老化電池在70~170℃溫度范圍內的溫升速率逐漸降低，溫升速率曲線下移，表明電池的熱穩定性有一定的提升。而高溫循環老化電池的溫升速率曲線與新鮮電池基本重合，電池的熱失控特性基本保持不變。
圖12 不同老化路徑下電池熱失控溫升速率-溫度曲線隨SOH的變化
圖13 電池熱失控特征參數示意圖
為定量地比較電池全生命周期熱失控特性的變化，本小節在熱失控三特征溫度的基礎上，增加了電池熱失控時間ΔtTR這一特征參數，以評估電池自產熱至熱失控過程中的所用時間與平均溫升速率，如圖13所示。
圖14 不同老化路徑下電池熱失控特征溫度與熱失控時間隨SOH的變化規律
圖14統計了不同老化路徑下電池熱失控特征溫度{T1, T2, T3}以及熱失控時間ΔtTR隨SOH的變化規律。低溫循環老化工況下，電池自產熱起始溫度T1隨著SOH的降低而快速下降，SOH衰減至77.5%時，T1從72.39 ℃降低至52.40 ℃，意味著低溫循環老化電池在車用正常工作溫度范圍內便有可能因副反應而自產熱，安全風險急劇增高。另外，電池熱失控觸發溫度T2也隨著衰減程度的加劇而下降，老化電池熱失控將更容易被觸發，電池熱失控最高溫度T3基本不隨SOH減小而變化。
展開 動力電池熱管理系統組成及其設計流程
2、電池熱場計算及溫度預測
電池不是熱的良導體，電池表面溫度分布不能充分說明電池內部的熱狀態，通過數學模型計算電池內部的溫度場，預測電池的熱行為，對于設計電池組熱管理系統是不可或缺的環節。通常使用如下公式進行計算：
式中：
a、T 是溫度；
b、ρ 是平均密度；
c、Cp 是電池比熱；
d、kx 、ky 、kz 分別是電池在x 、y 、z 方向上的熱導率；
e、q 是單位體積生熱速率。
3、電池生熱率
電池充電過程中的反應生熱可以分為兩個階段。
第1階段：
沒有發生過充電副反應之前，生熱量主要來自: 電池化學反應生熱、電池極化生熱、內阻焦耳熱。
第2階段：
在發生過充電副反應之后，生熱量主要來自: 電池化學反應生熱、電池極化生熱、過充電副反應生熱、內阻焦耳熱。其中大部分的生熱量來自于過充電副反應生熱。充電末期和過充電時，過充電副反應就開始發生。
電池放電過程中的生熱量主要來自: 電池化學反應生熱、電池極化生熱、內阻焦耳熱。需要指出的是氫鎳電池放電時化學反應是吸熱反應，能吸收一部分熱量，所以生熱問題不是很嚴重。
電池的內阻是影響電池生熱速率的關鍵指標，它隨著電池SOC變化，在得到電池內阻值后可以通過計算獲得電池生熱量，下圖是某12V～80Ah氫鎳電池模塊在不同SOC下的內阻值。
采用專門設計的量熱計可以直接測量出電池的生熱量，還可以測出電池的熱容量。
4、電池生熱量主要因素
5、散熱結構設計
電池箱內不同電池模塊之間的溫度差異，會加劇電池內阻和容量的不一致性，如果長時間積累，會造成部分電池過充電或者過放電，進而影響電池的壽命與性能，造成安全隱患。
展開 電池熱管理CFD解決方案，為新能源汽車筑安全防線
而作為新能源汽車 “心臟” 的電池系統，其熱管理技術的優劣，直接決定了車輛的安全性、續航里程和使用壽命。電池在充放電過程中會產生大量焦耳熱，若熱量無法及時散發，電池溫度持續攀升，不僅會導致電池性能衰減、容量降低，還可能引發熱失控，造成嚴重的安全事故。因此，高效精準的電池熱管理系統，已成為新能源汽車產業發展的核心技術瓶頸之一。
積鼎自主研發的 VirtualFlow計算流體力學軟件，憑借其先進的技術架構和卓越的計算性能，為電池熱管理領域帶來了創新的解決方案，為我國新能源產業的自主可控發展提供了有力支撐。
在數值計算層面，VirtualFlow 針對電池熱管理系統建立了全面且精準的計算模型。計算域精細涵蓋了從電芯、母排、正負極等核心部件，到導熱膠、電池包外殼等輔助結構的固體區域，以及負責熱量傳遞的液體冷卻通道流體域。
在網格劃分這一關鍵環節，VirtualFlow 采用先進的笛卡爾網格技術，通過簡單設定流體域尺寸和加密區域，即可實現網格的自動化生成，極大地提高了建模效率。與Fluent 軟件使用 FluentMeshing 劃分多面體網格的方式相比，VirtualFlow 不僅操作更為簡便，而且創新性地運用 IST 網格技術，實現了流體域與固體域共用同一套網格，顯著提升了共軛換熱問題的求解精度，有效避免了因網格不匹配導致的計算誤差。
計算設置過程中，VirtualFlow 基于對電池熱管理物理過程的深入理解，選用標準的 k-epsilon 湍流模型，并以水作為冷卻介質，確保模型能夠準確模擬實際工況。同時，針對不同固體材料，如導熱膠、冷板、母排等，精確輸入其密度、比熱容、導熱系數等關鍵屬性參數，使得計算模型更加貼合真實物理特性。
展開 文獻速覽第3期-動力電池熱管理
一種直接液冷與強制風冷相結合的新型鋰離子電池模組熱管理系統[J ] . 應用熱工程。
總結：團隊開發了一種新型混合電池熱管理系統，將直接液體冷卻與強制空氣冷卻相結合。電池外部設計有夾套，電池殼與夾套之間填充液態冷卻劑，形成直接冷卻效果。通過數值模擬分析電池與液冷套之間的間隙間距、冷卻管路數量、液體流速和風扇位置對冷卻效果的影響，以優化設計。研究結果表明，當前熱管理系統的最佳配置是電池與液冷夾套之間的間距為5mm、雙管道液冷結構以及液體冷卻劑和空氣平行流動，液體最佳流速為0.002 kg/s，空氣流速應小于0.4 m/s，以節省所需能量。該電池熱管理系統在電池4C放電倍率下獲得了良好的散熱效果。BTMS的新穎之處在于其冷卻效率高，可用于在高速率工況下冷卻電池組。直接液冷方式具有滅火功能，有利于電動車火災的預防。
抽象的： 鋰離子電池的安全性、壽命和性能與其工作溫度密切相關。電池在工作時內部會產生大量的熱量。因此，需要一個熱管理系統來冷卻電池。這項工作開發了一種新型混合電池熱管理系統，將直接液體冷卻與強制空氣冷卻相結合。電池外部設計有夾套，電池殼與夾套之間填充液態冷卻劑，形成直接冷卻效果。通過數值模擬分析電池與液冷套之間的間隙間距、冷卻管路數量、液體流速和風扇位置對冷卻效果的影響，以優化設計。研究結果表明，當前熱管理系統的最佳配置是電池與液冷夾套之間的間距為5毫米、雙管道液冷結構以及液體冷卻劑和空氣水平平行流動。確定液體最佳流速為0.002 kg/s，空氣流速應小于0.4 m/s，以節省所需能量。該電池熱管理系統在電池4C放電倍率下獲得了良好的散熱效果。BTMS的新穎之處在于其冷卻效率高，可用于在高速率工況下冷卻電池組。直接液冷方式具有滅火功能，有利于電動汽車火災的預防。雙管路液冷結構，液冷與空氣水平平行流動。
展開 