課程要點： 1.電池熱管理的基本知識:包括鋰電池的工作原理，溫度對電池影響，電池發熱量獲取方式，傳熱的基本方式，為什么需要電池熱管理，熱管理具體開發什么內容等？ 2.認識仿真流程：主要包括仿真基本的流程、網格劃分的要點、理解熱管理邊界條件來源，熱管理仿真工況評價的方法） 3.電池包幾何前處理（針對不同的仿真工況，電池包的簡化的基本方法和原則，實列演示電池包箱體、液冷系統、模組等件的簡化過程。基于scdm建立模型共享和群組建立，讓后面仿真處理更加方便） 4.電池包網格劃分： Fluent mesing網格劃分流程講解、網格尺寸定義技巧、網格質量評價、網格質量優化方法等。實列演示電池包網格劃分，理解網格劃分的技巧。 5.Fluent求解：物理模型選擇，邊界條件、物理模型參數設置（固體參數、氣體參數、冷卻液參數）、求解器設置、初始值設置、shell單元的處理等，監測關鍵參數變化曲線， 6.熱管理仿真分析：實列演示電池包仿真求解設置流程、仿真結果處理方法，理解電池包在高溫行車、低溫加熱行車、常溫行車、不同工況下仿真的特點，同時理解基于不同冷卻方式下自然冷卻、風冷、加熱膜加熱、液熱仿真特點。仿真收斂判定標準以及處理fluent發散的主要的方法。 該電池包采用的冷卻方式為箱體底部集成液冷系統，將所有液冷板放置于電池模組下部，通過導熱硅膠進行熱傳導。模組內部結構復雜，為了提高計算效率，不考慮電池內部結構，假設電池內部材料物理屬性相同，在相同方向上導熱系數相同。整個電池系統采用1p39s，單個電芯選用50Ah三元電芯，總的電量為7.02Kwh，電池1C放電發熱量為6W比熱容1033J/(kg·℃)質量為0.95KG電芯的外形尺寸為91*27.7*148.2三個方向的導熱系數分別為*、*、*。 仿真工況： 模組常溫自然散熱工作，電芯1c放電，發熱量參考下表，環境溫度25℃，初始溫度25℃。 高溫高速行車工況，進口的溫度設置為*℃，進口流量*g/s ，電芯1c放電，發熱量參考下表，環境溫度*℃，初始溫度*℃。 常溫行車工況，初始溫度*℃，環境溫度*℃，當ntc監測Tmax≥*℃，開啟液冷，開啟后，如果溫度降到ntc監測Tmin≤*℃，關閉液冷，進口流量 *g/s，溫度*℃，電芯1c放電，發熱量參考下表。 低溫液熱加熱 快充工況，進口的溫度設置為*℃，*g/s，環境溫度*℃，初始溫度*℃，箱體外對流換熱系數*w/m2·k，加熱到ntc監測Tmin≥*℃，關閉加熱，電芯1C充電，發熱量參考下表。 低溫加熱膜加熱 快充工況，環境溫度*℃，初始溫度*℃，加熱到ntc監測最低溫度*℃需要的時間，加熱膜的功率密度*W/CM2和*W/CM2 風冷散熱，風扇流量*m/s，進口溫度*℃，環境溫度*℃, 開啟1C充電，發熱量參考下表。 低溫保溫，環境溫度*℃，初始溫度*℃。保溫*小時，cell溫度大于*℃。 課程結果分析 常溫工況是指在春秋25℃情況下，電池初期未達到開啟冷卻系統的溫度條件，當電芯持續放熱，最高溫度的達到38℃時，開啟液冷系統，冷卻液進口溫度設置為25℃，當溫度降到30℃以下時，關閉液冷系統。 如下圖為電芯導電排NTC處的溫度變化曲線下圖，初始溫度為25℃，在全程3600s放電過程中主要分為兩個階段，在0-2905s，沒有開啟液冷系統，2905-3600s開啟液冷系統，從圖中可以看出，開始液冷時候并不是電芯溫度最高的時候，主要是由于熱慣性和電芯本身熱阻較大，導致位于電芯最上面溫度在開始液冷系統后溫度繼續上升。在放電末端電芯溫度出現抖動現象，從電芯的發熱量可以發現，在放電末端發熱量較大且波動較大，導致電芯也出現類似的溫度波動情況。如下圖為電芯溫度云圖，在未開啟液冷時，整個電芯溫度分不呈現中間高，兩端低，主要由熱累計導致的。在開始液冷系統后，整個電芯溫度為進口側溫度低于出口側溫度，主要由于冷卻液冷卻進口出口冷卻效率不一致導致的，從溫差曲線也可看出，第一階段溫差較小，開啟液冷后，溫差增大，整個過程，溫差低于5℃。下圖為液冷系統壓力和速度云圖，系統壓降1503pa，流道內部壓力變化均勻，壓力突變主要在進出口，如優化流阻，可優化進出口。流道內部主要流速0.2m/s，內部速度較小，流道可進一步優化，如減小流道解密，提高流速，提高冷卻效果。從冷卻液的云圖可知，冷卻液的從進出口的溫差8.4℃。