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主講新能源汽車動(dòng)力電池包熱管理以及熱仿真流程中涉及到的冷媒直冷系統(tǒng)開(kāi)發(fā)以及仿真問(wèn)題
動(dòng)力電池直冷仿真課程視頻介紹；
幾何模型前處理，模型簡(jiǎn)化+干涉處理+二次裝配，依據(jù)仿真需求對(duì)電池結(jié)構(gòu)進(jìn)行解析，合理合適的簡(jiǎn)化。依據(jù)仿真條件增加合理的邊界條件，更加真實(shí)的模擬實(shí)際工況。
Starccm模型前處理，壓印+穿刺面處理+網(wǎng)格劃分，5分鐘解決大多數(shù)人頭疼的數(shù)以百計(jì)千計(jì)的破損面/自由邊/非流型邊問(wèn)題。快速便捷的實(shí)現(xiàn)對(duì)幾何模型錯(cuò)誤的修正，提高star-ccm的容錯(cuò)度，提高直冷仿真的精確度；電池包網(wǎng)格劃分，講解基于直冷仿真中對(duì)制冷劑的網(wǎng)格尺寸的控制方法；
直冷仿真模型搭建的技巧以及參數(shù)應(yīng)用細(xì)節(jié)，通過(guò)講解直冷仿真模型的選擇技巧以及各類參數(shù)的具體應(yīng)用方式等講解，幫助大家理解直冷仿真中，如何將真實(shí)的物理現(xiàn)象有效的簡(jiǎn)化為仿真中可以實(shí)現(xiàn)的模型，通過(guò)仿真模型高效的進(jìn)行直冷系統(tǒng)的仿真評(píng)估；
基于仿真結(jié)果所表現(xiàn)的信息，解讀直冷仿真中應(yīng)用的數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)的表現(xiàn)反向推導(dǎo)優(yōu)化方向；
Amesim的直冷仿真，介紹如何使用Amesim搭建一維直冷仿真模型；
直冷性能優(yōu)化，通過(guò)行車工況、充電工況、高溫、常溫、低溫等工況下的仿真結(jié)果分析，為大家解析直冷系統(tǒng)在不同工況下的表現(xiàn)以及針對(duì)不同結(jié)果所提出的優(yōu)化方案，最終達(dá)到最優(yōu)的溫差控制和溫度控制等目標(biāo)；視頻中將會(huì)講解如何通過(guò)Amesim搭建放電、快充以及快充+靜置+放電等循環(huán)工況的工況模型，實(shí)現(xiàn)在Amesim中完成熱管理策略+工況切換的計(jì)算方式；
直冷仿真模型已經(jīng)能夠完整的分析制冷劑的蒸發(fā)沸騰過(guò)程，體現(xiàn)蒸發(fā)過(guò)程的干度、過(guò)熱度、蒸發(fā)溫度、蒸發(fā)壓力、焓差等參數(shù)，能夠模擬PID控制邏輯，實(shí)現(xiàn)與整車同步的仿真控制能力。可以用來(lái)指導(dǎo)直冷板的方案設(shè)計(jì)，優(yōu)化直冷系統(tǒng)溫差等。
沸騰溫度
如上圖，制冷劑在進(jìn)口位置沸騰溫度較高，主要是因?yàn)樵诳刂瞥隹趬毫Φ耐瑫r(shí)，進(jìn)口壓力會(huì)疊加壓降，導(dǎo)致進(jìn)口位置壓力高，對(duì)應(yīng)的沸騰溫度自然也高些，隨著制冷劑的逐漸蒸發(fā)，制冷劑逐漸轉(zhuǎn)化成氣態(tài)，并隨著氣態(tài)制冷劑的逐漸增加，氣態(tài)制冷劑出現(xiàn)過(guò)熱狀態(tài)。由于氣態(tài)制冷劑的熱容小，無(wú)法吸收過(guò)熱熱量，因此氣態(tài)制冷劑很容易出現(xiàn)過(guò)熱，所以在制冷板的出口位置上體現(xiàn)出更多的是制冷劑的高溫。這也是制冷劑在出口體現(xiàn)出過(guò)熱的一直表現(xiàn)。
冷板溫度
冷板兩側(cè)溫度過(guò)高，原因是我們講過(guò)的出口側(cè)氣態(tài)制冷劑過(guò)熱，無(wú)法吸收過(guò)多的熱量，造成冷板局部溫度高；也可以通過(guò)這里理解冷板作為均溫板的同時(shí)，為何換要控制冷板板面上的溫差。冷板的流道設(shè)計(jì)決定了60%-70%的板面溫差，剩余的則由系統(tǒng)熱負(fù)載以及工況等決定。
在考慮直冷板自身溫差之外，必須更多的關(guān)注直冷系統(tǒng)的原因。一旦制冷劑出現(xiàn)過(guò)熱狀態(tài)，則制冷劑的冷卻能力急劇下降。因此直冷系統(tǒng)要求控制出口過(guò)熱度。以往，這部分工作只能通過(guò)繁瑣的實(shí)驗(yàn)手段反復(fù)進(jìn)行標(biāo)定測(cè)試，以實(shí)現(xiàn)最佳的COP值以及電池系統(tǒng)的狀態(tài)。
目前完全可以通過(guò)仿真手段，可以快速的確認(rèn)系統(tǒng)在特定工況中，使用的制冷劑的流量、干度等數(shù)據(jù)，為系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和標(biāo)定等工作提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)，減少實(shí)驗(yàn)的投入。
如上圖中，通過(guò)監(jiān)測(cè)冷板不同位置的溫度，可以確認(rèn)制冷劑在不同位置上的蒸發(fā)溫度/實(shí)際溫度，從數(shù)據(jù)曲線中，全程區(qū)域平穩(wěn)的基本都是制冷劑的蒸發(fā)溫度，后續(xù)逐漸溫度上升的都是處于冷板出口位置，監(jiān)測(cè)的溫度已經(jīng)是帶有過(guò)熱狀態(tài)的氣體溫度，可以很好體現(xiàn)直冷板在運(yùn)行過(guò)程中直冷系統(tǒng)的穩(wěn)定能力，當(dāng)所有曲線均區(qū)域穩(wěn)定并接近蒸發(fā)溫度時(shí)，則系統(tǒng)的冷卻能力充足，完全能夠冷卻電池。圖中，300s以后，監(jiān)測(cè)的制冷劑溫度逐漸升高，這部分已經(jīng)代表了系統(tǒng)熱負(fù)荷高于制冷劑的冷卻能力。系統(tǒng)的溫差逐漸開(kāi)始增加，此時(shí)，可以通過(guò)調(diào)節(jié)制冷劑的流量和干度等，增加系統(tǒng)的直冷能力。也可以在仿真模型中搭建出口過(guò)熱度與制冷劑流量等的控制模型，通過(guò)控制模型的不斷優(yōu)化，最終將制冷劑的出口過(guò)熱度控制在要求范圍內(nèi)。
如上圖中，直冷板出口過(guò)熱度開(kāi)始出現(xiàn)明顯增加，后續(xù)過(guò)熱度逐漸呈現(xiàn)增加趨勢(shì)。控制模型的建立，可以依賴于出口過(guò)熱度，以出口過(guò)熱度作為閾值，調(diào)配流量；其次，在過(guò)熱度作為閾值的基礎(chǔ)上，還可以增加電池最高溫度作為第二閾值，當(dāng)電池最高溫度達(dá)到某一值時(shí)，過(guò)熱度是否觸發(fā)都會(huì)觸發(fā)溫度閾值，進(jìn)行流量等調(diào)配。這是可以在仿真中輕松實(shí)現(xiàn)的方法，通過(guò)在仿真中建立多目標(biāo)的優(yōu)化的方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)最佳的控制策略優(yōu)化，有利于指導(dǎo)整車能量流的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)整車的最佳COP值；
