電池CFD仿真的案例
動(dòng)力電池熱管理仿真分析教程
解決電池熱仿真過程中前處理的原則，了解動(dòng)力電池仿真過程中導(dǎo)熱材料的選擇標(biāo)準(zhǔn)，熟悉新能源汽車在不同工況下電池溫度變化情況以及對(duì)動(dòng)力電池熱管理技術(shù)設(shè)計(jì)行業(yè)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。
3. 解決學(xué)員在ANSYS-SCDM和STAR-CCM+軟件應(yīng)用過程中遇到的難點(diǎn)和痛點(diǎn)；
4. 能夠具備獨(dú)立建立液冷系統(tǒng)流場仿真模型和PACK熱流程仿真的能力。
5. 掌握動(dòng)力電池CFD仿真結(jié)果后處理的方法，能夠正確解讀電池流場仿真和熱仿真結(jié)果，提出合理的結(jié)構(gòu)和充放電策略改進(jìn)建議；
四、適聽人群
① 學(xué)習(xí)型仿真工程師
② 理解有限元基本概念、熟悉仿真分析流程的工程師
③ 從事動(dòng)力電池熱管理分析的工程師
④ ANSYS-SCDM 和STAR-CCM+ 軟件學(xué)習(xí)和應(yīng)用者
參加課程可添加微信號(hào)：fxy331386375
展開 新能源動(dòng)力電池熱管理仿真必備技能大揭秘！(內(nèi)附課程視頻)
二、課程評(píng)論
level水平線老師課程的專業(yè)度和實(shí)操性是有目共睹的，老師的課程在技術(shù)鄰平臺(tái)飽受好評(píng)，老師研發(fā)的【新能源電池熱管理】系列課程已幫助上千位同學(xué)熟練掌握電池熱管理仿真技能，并成功拿到心儀offer。
一文看懂「電池熱管理工程師」的進(jìn)階路！月薪3W-6W不是夢～
https://www.yqgqt.org.cn/post/1947148
三、本課程學(xué)習(xí)要點(diǎn)
軟件應(yīng)用精通：掌握ANSYS-SCDM與STAR-CCM+在動(dòng)力電芯仿真中的工作流程，包括關(guān)鍵步驟、注意事項(xiàng)及核心技能。
前處理優(yōu)化技巧：精通ANSYS-SCDM前處理操作，尤其是電池熱仿真前處理的簡化原則，提升模型準(zhǔn)備效率與質(zhì)量。
CFD仿真分析與行業(yè)經(jīng)驗(yàn)：深入理解Star-CCM+在動(dòng)力電池CFD仿真中的應(yīng)用流程，結(jié)合行業(yè)仿真經(jīng)驗(yàn)，提升分析準(zhǔn)確性與實(shí)用性。
工況標(biāo)準(zhǔn)與熱管理評(píng)估：熟悉新能源汽車行業(yè)仿真工況標(biāo)準(zhǔn)（如低溫加熱+高速行駛、常溫/高溫行車），了解電池溫度變化規(guī)律及熱管理技術(shù)設(shè)計(jì)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。
模型構(gòu)建能力：獨(dú)立建立液冷系統(tǒng)三維簡化模型與熱流體仿真模型，展現(xiàn)高級(jí)建模技能。
結(jié)果解讀與策略優(yōu)化：掌握熱流場仿真結(jié)果后處理方法，正確評(píng)估動(dòng)力電池熱管理效能，提出結(jié)構(gòu)與充放電策略的合理改進(jìn)建議，促進(jìn)技術(shù)優(yōu)化與升級(jí)。
展開 電池包CFD仿真
電池包CFD仿真
CFD專欄丨電池電芯熱電耦合仿真
點(diǎn)擊模型樹的update提交CFD計(jì)算，演示模型采用8CPU核約計(jì)算6分鐘。
放電2700秒后的溫度、電流密度、電壓和SOC：
0~2700 秒電池表面溫度動(dòng)畫：
詳細(xì)操作視頻：
本期的干貨分享就到這里啦，對(duì)本專欄感興趣的朋友們歡迎持續(xù)關(guān)注 Altair 官方微信公眾號(hào)，點(diǎn)擊文末或標(biāo)題下方的CFD專欄，還可以閱讀更多往期文章，下期見~
關(guān)于 Altair 澳汰爾
Altair（納斯達(dá)克股票代碼：ALTR）是計(jì)算科學(xué)和智能領(lǐng)域的全球領(lǐng)導(dǎo)者之一，在仿真、高性能計(jì)算 (HPC) 和人工智能等領(lǐng)域提供軟件和云解決方案。Altair 能使跨越廣泛行業(yè)的企業(yè)們?cè)谶B接的世界中更高效地競爭，并創(chuàng)造更可持續(xù)的未來。
公司總部位于美國密歇根州，服務(wù)于13000多家全球企業(yè)，應(yīng)用行業(yè)包括汽車、消費(fèi)電子、航空航天、能源、機(jī)車車輛、造船、國防軍工、金融、零售等。
欲了解更多信息，歡迎訪問：
www.altair.com.cn
展開 
【CFD專欄】圓柱電池包如何進(jìn)行熱仿真？
圓柱電池（cylindrical cell）技術(shù)成熟，成本低，單體一致性較好，在新能源車中得到廣泛應(yīng)用。最具代表性的車型，特斯拉 Model3，總共有 4416 顆 21700 型圓柱電池單體。
Model3 的電池包拆解圖
圓柱電芯單體是由多層材料組成，每個(gè)電芯在半徑方向和高度方向?qū)嵝阅懿顒e較大。在電池包熱仿真模型中，不太可能對(duì)單個(gè)電芯進(jìn)行詳細(xì)建模，通常簡化為均勻的固體，要求定義各向異性的熱屬性。如果手動(dòng)來定義，那么數(shù)百個(gè)電芯都要?jiǎng)?chuàng)建各自的圓柱坐標(biāo)系 (RTZ)，頗為麻煩。
圓柱電芯拆解圖
使用 SimLab 實(shí)現(xiàn)
圓柱電芯的熱屬性批量定義
在 Altair SimLab? 中不僅可以處理復(fù)雜的裝配體 CFD 網(wǎng)格，而且可以利用 Python 腳本輕松實(shí)現(xiàn)圓柱電芯的熱屬性批量定義。
展開 設(shè)計(jì)仿真 | 利用 Cradle CFD 設(shè)計(jì)最佳液冷電池組
設(shè)計(jì)最佳
液冷電池組
Cradle CFD
總部位于班加羅爾的 Sienna ECAD 公司成立于1997 年，是該國十分先進(jìn)的印刷電路板（PCB）分析/設(shè)計(jì)工程公司之一。作為阿瓦隆集團(tuán)旗下的一家公司，Sienna ECAD 還從事印刷電路板設(shè)計(jì)工程、系統(tǒng)集成以及塑料、變壓器、磁性元件、電纜和線束的功能測試。
研究小組需要研究液冷電池的功能，以優(yōu)化冷卻效果。冷卻通道中的流量失衡會(huì)造成流動(dòng)不均勻，從而導(dǎo)致冷卻不均勻，這會(huì)導(dǎo)致冷卻套中的傳熱不均勻。此外，考慮到冷卻劑特性對(duì)流動(dòng)機(jī)制和傳熱效果的影響，研究小組還熱衷于研究不同冷卻劑對(duì)冷卻套中的流動(dòng)和熱混合的影響。
研究小組決定對(duì)雙層電池組的冷卻水套出入口進(jìn)行逆流和平流兩種不同配置的研究，除此之外他們還研究了冷卻回路中冷卻劑的流速。
01
設(shè)計(jì)最佳冷液電池
使用 Cradle ScFLOW，我們團(tuán)隊(duì)成功確定了符合電池組仿真速度、準(zhǔn)確性和詳細(xì)程度要求的正確數(shù)學(xué)模型。并且我們能夠設(shè)計(jì)出具有最佳的冷卻劑、最優(yōu)流量配置和最佳流速的最佳電池組。
-Savita R Ganjigatti,
工程副總裁, Sienna Ecad Technologies, An Avalon group company
Sienna ECAD 團(tuán)隊(duì)使用 Cradle CFD 軟件的最新電池冷卻數(shù)學(xué)模型，對(duì)兩種不同的水套配置進(jìn)行了模擬，以便在最短時(shí)間內(nèi)得出最準(zhǔn)確的結(jié)果。研究小組比較了兩種不同冷卻劑的冷卻性能。第一種冷卻劑是乙二醇和水的混合物，第二種冷卻劑僅為水。
展開 FC部件|基于 CFD 仿真的燃料電池離心空壓機(jī)葉輪的優(yōu)化設(shè)計(jì)
通過對(duì)氣流的流動(dòng)情況和葉片的載荷進(jìn)行分析,未發(fā)現(xiàn)有明顯缺陷,即該設(shè)計(jì)結(jié)果基本合理,可以滿足目標(biāo)燃料電池的需求。
新葉輪的流量較基礎(chǔ)葉輪增大21.4%,目標(biāo)流量處的等熵效率增加7.5%、壓比提高了32.4%,達(dá)到了設(shè)計(jì)目標(biāo)的要求。
文章來源：張申,吳孟龍,范俊巖,辛軍.基于CFD仿真的燃料電池離心空壓機(jī)葉輪的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].汽車零部件,2020(11):23-26.DOI:10.19466/j.cnki.1674-1986.2020.11.005.
文章來源：CEA氫氫子衿
使用 CFD 仿真優(yōu)化建筑設(shè)計(jì) 附精通CFD工程仿真與案例實(shí)戰(zhàn)下載
建筑取證
我們已經(jīng)討論了如何使用仿真來預(yù)防 建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的問題，但有既存 問題時(shí)會(huì)發(fā)生什么呢？針對(duì)這種情況，Built Environments 團(tuán)隊(duì)利用仿真來執(zhí)行建筑取證。這個(gè)過程包括評(píng)估和調(diào)查有缺陷的建筑設(shè)計(jì)，以確定損壞的原因和持續(xù)時(shí)間以及未來損壞的可能性。
Doggett 舉了一個(gè)建筑取證的例子，一個(gè)項(xiàng)目涉及修復(fù)雨幕系統(tǒng)，該系統(tǒng)在建筑包層后面創(chuàng)造空間來幫助防潮。這對(duì)于建筑整體性能非常重要，正如 Doggett 所指出的，“大約 90% 的建筑問題是由潮濕引起的”。
在這個(gè)特定的例子中，雨幕系統(tǒng)的包層由半透明的聚碳酸酯制成，部分光和熱可以通過此包層傳遞。雖然很美觀，但太陽輻射得熱量會(huì)導(dǎo)致外部泡沫隔熱層熔化。
聚碳酸酯雨幕系統(tǒng)的 CFD 仿真，其中竣工條件導(dǎo)致意想不到的太陽輻射得熱量。產(chǎn)生的問題包括面板變形和 XPS 隔熱層的表面熔化。對(duì)雨幕改造的 CFD 分析成功地確定了允許的最大太陽輻射得熱量和最低的通風(fēng)要求。圖片由 Steven Doggett 提供。
通過 CFD 分析，Built Environments 團(tuán)隊(duì)能夠確定重新設(shè)計(jì)所需的最低通風(fēng)要求和允許的最大太陽輻射得熱量。現(xiàn)場的數(shù)據(jù)驗(yàn)證了仿真結(jié)果的正確性。最后，Doggett 指出，團(tuán)隊(duì)成員發(fā)現(xiàn)他們“準(zhǔn)確計(jì)算了他們?cè)诂F(xiàn)場看到的情況”。
應(yīng)對(duì)建筑仿真挑戰(zhàn)
建筑是一個(gè)非常實(shí)用且“腳踏實(shí)地”的行業(yè)。因此，Doggett 強(qiáng)調(diào)了在建筑物理和整個(gè)建筑行業(yè)中使用仿真時(shí)，對(duì)實(shí)際物理測試進(jìn)行基準(zhǔn)測試的重要性。我們需要進(jìn)行基準(zhǔn)測試來增加對(duì)仿真結(jié)果的信心。
Built Environments 團(tuán)隊(duì)成員在 CFD 仿真中使用現(xiàn)場收集的真實(shí)數(shù)據(jù)。這樣，他們可以立即驗(yàn)證條件，并確認(rèn)不同的條件如何影響建筑設(shè)計(jì)。
展開 燃料電池系統(tǒng)CFD工程師招聘
【崗位名稱】
制氫/燃料電池系統(tǒng)CFD工程師
工作地點(diǎn)：北京
【工作任務(wù)】
1. 完成重整制氫與氫氣凈化系統(tǒng)、燃料電池系統(tǒng)等部件多物理場模型的搭建和持續(xù)性完善；
2. 分析各類能源化工部件內(nèi)部流動(dòng)、傳質(zhì)與傳熱特點(diǎn)，形成系統(tǒng)性模擬報(bào)告；
3. 根據(jù)分析結(jié)果，完成設(shè)備與部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝的優(yōu)化；
4. 負(fù)責(zé)與所做工作相關(guān)領(lǐng)域的知識(shí)產(chǎn)權(quán)布局，完成專利的撰寫與申請(qǐng)；
5. 參與相關(guān)的研發(fā)項(xiàng)目工作，參與撰寫項(xiàng)目材料。
【任職要求】
1. 本科及以上學(xué)歷，必須精通Fluent、CFX、Comsol、Star-CCM等主流CFD分析軟件中的至少一種；
2. 深度完成過至少一個(gè)CFD相關(guān)研究項(xiàng)目，能獨(dú)立完成系統(tǒng)級(jí)CFD仿真工作；
3. 能夠使用CAD、Solidworks等制圖軟件；
4. 能接受不定期的短期出差；
5. 有專利撰寫及授權(quán)經(jīng)歷者加分，具備電化學(xué)、吸附分離、換熱過程模擬分析經(jīng)驗(yàn)者加分。
【聯(lián)系方式】
有意向者請(qǐng)將簡歷發(fā)送至yangtian1216@163.com，楊老師
展開 汽車行業(yè)電池熱管理CFD分析方案
汽車行業(yè)電池?zé)峁芾鞢FD分析方案
熱仿真分享 | 動(dòng)力電池PACK熱管理系統(tǒng)性能研究-STARCCM+
3、基于液體熱管理系統(tǒng)仿真分析
3.1、液體熱管理系統(tǒng)流場仿真分析
使用CFD軟件對(duì)液體熱管理系統(tǒng)流場進(jìn)行仿真分析，當(dāng)冷卻液流量為12L/min時(shí)，系統(tǒng)冷板及管路的仿真壓力云圖和速度云圖如圖3和圖4所示。分析結(jié)果表明，冷卻液進(jìn)出口壓差為51kPa較為合理，整個(gè)流場流速分布均勻，符合設(shè)計(jì)要求。
3.2、快充冷卻性能仿真
設(shè)定快充冷卻過程仿真分析邊界條件及初始條件：環(huán)境溫度40℃，冷卻液流量12L/min，進(jìn)水溫度15℃，快充倍率1.5C，發(fā)熱功率1978W，快充30min后充電倍率跳轉(zhuǎn)至0.3C，發(fā)熱功率為828W。仿真結(jié)果如圖5所示。整個(gè)充電過程最高溫度44.5℃，充電結(jié)束時(shí)，上極柱最高溫度為31℃，下極柱最低溫度為23℃，溫差8℃。
3.3放電冷卻性能仿真
設(shè)定放電冷卻過程仿真分析邊界和初始條件：環(huán)境溫度40℃，冷卻液流量12L/min，進(jìn)水溫度15℃，放電倍率1C，發(fā)熱功率1407W。仿真結(jié)果如圖6所示。整個(gè)放電過程電池最高溫度42℃，放電結(jié)束時(shí)，上極柱最高溫度為34℃，下極柱最低溫度為25℃，溫差9℃。
3.4加熱性能仿真
設(shè)定低溫加熱過程仿真分析邊界條件：環(huán)境溫度-20℃，冷卻液流量12L/min，進(jìn)水溫度35℃，當(dāng)最低溫度達(dá)到15℃后停止加熱。仿真結(jié)果如圖7所示。整個(gè)過程電池最高溫度30℃，充電結(jié)束時(shí)，上極柱最高溫度為23.5℃，下極柱最低溫度為15℃，溫差8.5℃。
4、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
4.1、實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)設(shè)備
(1)實(shí)驗(yàn)條件(環(huán)境溫度、濕度、壓強(qiáng)等)實(shí)驗(yàn)過程環(huán)境溫度-30～40℃，濕度30%～50%，壓強(qiáng)101.325kPa。
展開 
熱仿真分享 | 動(dòng)力電池PACK熱管理系統(tǒng)性能研究-STARCCM+
3、基于液體熱管理系統(tǒng)仿真分析
3.1、液體熱管理系統(tǒng)流場仿真分析
使用CFD軟件對(duì)液體熱管理系統(tǒng)流場進(jìn)行仿真分析，當(dāng)冷卻液流量為12L/min時(shí)，系統(tǒng)冷板及管路的仿真壓力云圖和速度云圖如圖3和圖4所示。分析結(jié)果表明，冷卻液進(jìn)出口壓差為51kPa較為合理，整個(gè)流場流速分布均勻，符合設(shè)計(jì)要求。
3.2、快充冷卻性能仿真
設(shè)定快充冷卻過程仿真分析邊界條件及初始條件：環(huán)境溫度40℃，冷卻液流量12L/min，進(jìn)水溫度15℃，快充倍率1.5C，發(fā)熱功率1978W，快充30min后充電倍率跳轉(zhuǎn)至0.3C，發(fā)熱功率為828W。仿真結(jié)果如圖5所示。整個(gè)充電過程最高溫度44.5℃，充電結(jié)束時(shí)，上極柱最高溫度為31℃，下極柱最低溫度為23℃，溫差8℃。
3.3放電冷卻性能仿真
設(shè)定放電冷卻過程仿真分析邊界和初始條件：環(huán)境溫度40℃，冷卻液流量12L/min，進(jìn)水溫度15℃，放電倍率1C，發(fā)熱功率1407W。仿真結(jié)果如圖6所示。整個(gè)放電過程電池最高溫度42℃，放電結(jié)束時(shí)，上極柱最高溫度為34℃，下極柱最低溫度為25℃，溫差9℃。
3.4加熱性能仿真
設(shè)定低溫加熱過程仿真分析邊界條件：環(huán)境溫度-20℃，冷卻液流量12L/min，進(jìn)水溫度35℃，當(dāng)最低溫度達(dá)到15℃后停止加熱。仿真結(jié)果如圖7所示。整個(gè)過程電池最高溫度30℃，充電結(jié)束時(shí)，上極柱最高溫度為23.5℃，下極柱最低溫度為15℃，溫差8.5℃。
4、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
4.1、實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)設(shè)備
(1)實(shí)驗(yàn)條件(環(huán)境溫度、濕度、壓強(qiáng)等)實(shí)驗(yàn)過程環(huán)境溫度-30～40℃，濕度30%～50%，壓強(qiáng)101.325kPa。
展開 Fluent、CFD、LS-DYNA、電磁、疲勞、電池熱..
本次系列直播將帶大家了解
Ansys在
Fluent、CFD、LS-DYNA、CAD、旋轉(zhuǎn)機(jī)械、電磁、聲學(xué)、電池熱分析等方面的創(chuàng)新技術(shù)及應(yīng)用案例，由多位原廠專家講解，相關(guān)行業(yè)的工程設(shè)計(jì)師們都可以來觀看學(xué)習(xí)哦~
話不多說，更多直播細(xì)節(jié)往下看~
點(diǎn)擊直播名稱，即可查看更多詳情介紹
時(shí)間
直播名稱
直播狀態(tài)
3月14日
Ansys Mechanical 結(jié)構(gòu)優(yōu)化及增材解決方案2023 R1新功能介紹
已結(jié)束
3月16日
Ansys Mechanical 2023
電池熱管理CFD解決方案，為新能源汽車筑安全防線
此外，VirtualFlow還可以通過UDF接口實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇、冷板等多種電池熱管理所需部件的簡化輸入，將熱管理散熱部件簡化為特定物理模型，提高電池熱管理仿真效率。
對(duì)比 VirtualFlow 與 Fluent 的計(jì)算結(jié)果，二者展現(xiàn)出高度的一致性。
模組內(nèi)部溫度云圖（為了網(wǎng)格的設(shè)置，VirtualFlow對(duì)進(jìn)出口管壁進(jìn)行了加厚）
模組中截面溫度云圖
冷板內(nèi)部流體域溫度云圖
與 Fluent 相比，VirtualFlow 在電池熱管理應(yīng)用中具有顯著優(yōu)勢：
1. 網(wǎng)格技術(shù)優(yōu)勢：VirtualFlow 能夠快速生成高質(zhì)量網(wǎng)格，大幅縮短建模周期。IST 網(wǎng)格技術(shù)的應(yīng)用，在簡化網(wǎng)格劃分流程的同時(shí)，顯著提升了共軛換熱計(jì)算精度，確保對(duì)電池熱管理中復(fù)雜傳熱傳質(zhì)過程的準(zhǔn)確模擬。
2. 硬件適配性強(qiáng)：其前處理過程對(duì)硬件性能要求較低，普通辦公筆記本或臺(tái)式機(jī)即可處理一億以上網(wǎng)格的復(fù)雜算例，有效降低了企業(yè)的仿真計(jì)算成本，提高了軟件的普及性和易用性。
3. 模型驗(yàn)證與通用性：VirtualFlow 的湍流模型、多相流以及相變模型經(jīng)過上百個(gè)實(shí)際場景的嚴(yán)格驗(yàn)證，求解精度與國際一流軟件相當(dāng)，能夠滿足電池熱管理領(lǐng)域各種復(fù)雜工況下的單相流、多相流仿真需求，為不同類型電池熱管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供了有力工具。
4. 定制化開發(fā)能力：作為擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)軟件，VirtualFlow 具備強(qiáng)大的定制化開發(fā)能力。可根據(jù)企業(yè)的特定需求，進(jìn)行深度二次開發(fā)，實(shí)現(xiàn)軟件與企業(yè)業(yè)務(wù)流程的無縫對(duì)接，提供個(gè)性化、專業(yè)化的電池熱管理解決方案。
?若您希望深入了解積鼎 CFD 軟件在電池熱管理領(lǐng)域的應(yīng)用詳情及其他行業(yè)解決方案介紹，歡迎訪問www.simpop.cn
展開 CFD專欄丨氣體存儲(chǔ)一維CFD仿真
一維CFD方法計(jì)算效率較高，30秒的瞬態(tài)充氣過程仿真時(shí)間僅需10分鐘。
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