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圖13 冷卻液入口溫度為15℃時的溫度場分布 5 結(jié)論本文通過仿真的手段分析了船用儲能電池包在風(fēng)冷散熱系統(tǒng)和液冷散熱系統(tǒng)作用下的溫度場分布。并通過調(diào)整散熱系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)，以電池最高溫度和溫度一致性作為衡量系統(tǒng)散熱能力的重要指標(biāo)，分析參數(shù)的調(diào)整對整個系統(tǒng)散熱效果的影響，以期獲得最佳的散熱設(shè)計方案保證船舶儲能電池包的正常工作。

軟件涵蓋了從建模、仿真到結(jié)果處理完整仿真分析流程，幫助工業(yè)企業(yè)建立設(shè)計、仿真和優(yōu)化相結(jié)合的一體化流程，提高企業(yè)研發(fā)效率。一、概 要1）案例描述本案例針對電池模組風(fēng)冷散熱進(jìn)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(zhì)模型進(jìn)行熱仿真分析。案例最后可查看溫度分布云圖。

因此，對水下航行器的電池艙段進(jìn)行散熱設(shè)計及仿真分析，對保證水中裝備鋰電池組的安全可靠工作具備重要意義。本文以水下航行器電池艙段為研究對象，利用Icepak有限元分析軟件對不同條件下艙內(nèi)空氣自然對流散熱和風(fēng)冷散熱的電池艙段溫度場進(jìn)行數(shù)值模擬，得到不同風(fēng)機(jī)功率、風(fēng)機(jī)方向、電池單元間隙條件下電池艙段內(nèi)部的溫度氣流分布，分析了電池艙段內(nèi)部傳熱特性，并研究了影響電池艙段溫度場的主要因素。

本文通過通用流體分析軟件PERA SIM Fluid對圓柱電芯液冷散熱工況仿真分析，展示PERA SIM Fluid實現(xiàn)動力電池熱分析的方法。

圖2針對電池包隨機(jī)振動疲勞分析流程的模塊卡片組 3.工況選擇 電池包有限元分析模型共包含PSHELL_1和PSHELL_2兩個Section，如圖3所示。加載位置為電池包與車體連接點(diǎn)位置。

2 分析過程 一般來說，針對隨機(jī)振動的疲勞分析包含兩大步。第一步是在 Abaqus 中完成固有模態(tài) 和掃頻兩個計算；第二步是把這兩個計算結(jié)果與 PSD 曲線一起輸入 fe-safe，運(yùn)行若干設(shè)置 后完成疲勞分析，得到相關(guān)結(jié)果。 以下內(nèi)容包含完整的詳細(xì)的電池包跌落仿真分析 附件為完整教程和CAE模型文件.rar

1 問題設(shè)定 新能源汽車電池包擠壓分析的目的是采用 FEA 方法檢驗電池包是否可以滿足國標(biāo)對電 池包擠壓性能的要求，包括電池包在擠壓過程中的結(jié)構(gòu)變形、應(yīng)力以及整體剛度等指標(biāo)。 本 案例是利用 Abaqus2017 來建模以及求解。

圖8 各分析步參數(shù)設(shè)置7) 結(jié)果評價伏圖隨機(jī)響應(yīng)分析可輸出PSD位移、PSD速度、PSD加速度以及RMS位移、RMS速度、RMS加速度、RMS Mises 應(yīng)力等結(jié)果，其中RMS又稱為均方根或標(biāo)準(zhǔn)差。電池包隨機(jī)振動分析中RMS結(jié)果即為1σ結(jié)果，是隨機(jī)振動分析中的一個重要指標(biāo)，用于評估電池包在隨機(jī)振動載荷下的響應(yīng)特性。

根據(jù)GB 38031—2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》中 8.2.1要求，對電池包三個方向分別加載定頻激勵，首先，利用optistruct/nastran進(jìn)行頻率響應(yīng)，計算20Hz幅值為1g加速度激勵下電池包應(yīng)力響應(yīng)；根據(jù)得到的應(yīng)力響應(yīng)結(jié)果，通過ncode計算電池包疲勞性能。

本文建立的電池包模型如下圖所示： 圖1 某電池包有限元模型 頻率響應(yīng)分析2.1 邊界約束，固定約束電池包支架，如下所示： 圖2 電池包約束示意圖2.2 模態(tài)頻率提取，在EIGRL模態(tài)分析卡片中定義特征模態(tài)頻率提取范圍V1-V2為0-200Hz：2.3 頻率響應(yīng)分析，為了保證和PSD載荷表中的單位保持一致，需要保證頻響分析中的激勵單位協(xié)調(diào)統(tǒng)一

電池風(fēng)冷散熱APP封裝了氫燃料電池模組的流體的物性、外殼的物性、電池的物性、網(wǎng)格尺寸如整體網(wǎng)格尺寸、大小網(wǎng)格尺寸及固體網(wǎng)格細(xì)化尺寸、入口流速、出口壓力及外部對流換熱系數(shù)、環(huán)境溫度、電池熱生成率等參數(shù)。可快速計算不同外部邊界條件關(guān)鍵參數(shù)的氫燃料電池風(fēng)冷在不同工況下的溫度及冷卻狀態(tài)。APP可查看不同參數(shù)設(shè)計的幾何模型，網(wǎng)格尺寸、速度云圖、速度矢量及電池溫度等工程中所需的計算結(jié)果。

本文以新能源汽車電池包底座模態(tài)分析為例，演示iSolver的分析流程，并將iSolver和Abaqus計算結(jié)果進(jìn)行對比。2.模型背景： 此案例為新能源汽車電池包底座的模態(tài)分析，由于汽車在使用過程中會受到路面的隨機(jī)振動激勵，對于電池包底座來說，設(shè)計初期就應(yīng)該避免各階模態(tài)與路面激勵過于相近的問題，所以需要對其進(jìn)行模態(tài)分析。分析對象為不規(guī)則二維實體帶加筋板結(jié)構(gòu)。

電池包Icepak分析流程1 前處理前處理主要是將對熱分析過程不重要的零部件或特征進(jìn)行刪減或簡化、材料屬性、網(wǎng)格劃分等。

電池包熱力耦合分析 本例展示基于熱-結(jié)構(gòu)耦合的熱力耦合分析。 1 問題設(shè)定 一塊電池組，尺寸為 70mm x 175mm x 400mm。對模型進(jìn)行適當(dāng)簡化，保留主體電芯和 PC 部分，約束電池組底部 Z 方向，電芯部分給定生熱源，電池組外表面給定自然對流散熱 邊界條件，模擬電池組溫度變化和應(yīng)力變化。

參考文獻(xiàn)[1] 羅丙荷,張汕姍,程云云.整車電池包熱管理設(shè)計方案[J].客車技術(shù)與研究,2020,42(3):34-36.[2] 張方亮,黃澤波,李占鋒.不同放電倍率下鋰電池SOC估算分析研究[J].機(jī)械設(shè)計與制造,2018(6):262-265.

汪繽繽等通過對48只圓柱鋰離子電池組成的電池包進(jìn)行風(fēng)冷散熱研究，發(fā)現(xiàn)隨著入口風(fēng)速的增加，電池包的最高溫度和最大溫差降低，但當(dāng)入口風(fēng)速大于3 m/s后，最高溫度和最大溫差降低速度明顯減小；降低入口冷卻空氣溫度，可以降低電池包最高溫度，但對電池包的溫差影響很小。