某型新能源汽車電池熱管理仿真分析
案例概括
本項目是根據(jù)某新能源車企的產(chǎn)品設計需求，對鋰電池進行的仿真分析，目的是計算不同工況下模組與PACK的溫度情況。該項目主要通過自然對流的方式進行散熱，計算結(jié)果需要與實驗測試進行對比。主要計算的工況包括：1C倍率充放電、最高時速放電、低溫條件下電池預熱與充電等。
項目挑戰(zhàn)
1.多尺度的物理仿真需求；
2.復雜的幾何模型修復；
3.散熱問題中縫隙的處理；
4.模組級鋰電池的電芯、導電銅片、隔膜等部件的簡化方法；
5.PACK級鋰電池的導線、底座、其他設備的簡化方式；
6.多尺度計算的網(wǎng)格選擇；
7.與實驗相符的物理模型選擇；
8.瞬態(tài)熱仿真的時間步長選擇；
9.與溫度相關(guān)的電芯發(fā)熱功率；
10.接觸熱阻的給定。
解決方案
本案例首先對模組和PACK進行幾何模型的修復與簡化，之后針對該模型相對比較規(guī)整的特點，劃分Cutcell網(wǎng)格。最后通過CFD軟件進行仿真求解，求解過程中，與溫度相關(guān)的發(fā)熱功率通過UDF代碼來實現(xiàn)，自然對流的密度模型采用了不可壓縮的理想氣體模型。瞬態(tài)仿真在流場穩(wěn)定后采用了較大的時間步長。針對可能出現(xiàn)的縫隙問題，該案例通過工具組合的方式進行縫隙查找與修復，有效避免了縫隙網(wǎng)格過多（或質(zhì)量太差）的問題。
用戶價值
通過該案例的仿真計算，用戶進一步了解了使用CFD工具計算鋰電池散熱的基本步驟，同時也掌握了該仿真技術(shù)中幾個難點的處理方法，這些，都可以為客戶后續(xù)開展產(chǎn)品設計的驗證工作提供有效的幫助，從而提升鋰電池熱管理的總體效果。
同時，用戶也通過該案例了解到本型號電池模組和PACK在指定工況下的熱性能，從而為后續(xù)的產(chǎn)品改進與優(yōu)化提供了重要的數(shù)據(jù)支撐。研發(fā)部熱管理李工：CFD軟件在仿真新能源電池的過程中，目前屬于領先的地位，無論是電芯的分析，還是模組或者PACK的計算，都具備很強的可靠性。鋰電池設計屬于國家重點支持的創(chuàng)新領域，相信會隨著行業(yè)的不斷發(fā)展而越做越好。
