Fluent案例|Jellyroll电池模拟
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本文演示利用Fluent的电池模型仿真计算jellyroll电池。
“jellyroll”技术指的是通过将多层材料平面层压成薄片之后再卷起来塞进一个圆柱形的微型容器里。这种技术可以在不需要加大电池尺寸的基础上将电池中的电极利用率最大化。与此同时,电池内的电子也可在电池内自由活动,且不会对其他电子的活动造成任何影响。
1 问题描述
算例几何模型如下图所示。

注意到几何模型被一层螺旋形无厚度壁面分割开。

计算网格如下图所示。

2 Fluent设置
- 以3D、Double Precision方式启动Fluent
- 利用菜单File → Read → Case… 读取网格文件jelly_roll-16.msh.gz
2.1 General设置

2.2 Models设置

- 右键选择节点Battery Model ,点击弹出菜单项Edit… 打开电场模型设置对话框

- 如下图所示设置Battery Model对话框中Model Options标签页下的参数
- 选择Solution Method下的选项MSMD
- 选择E-Chemistry Models 下的选项NTGK Empirical Model
- 激活选项Enable Joule Heat in Active Zones
- 设置Nominal Cell Capacity 为30 ah

- 进入Conductive Zones 标签页,进行如下设置
- 设置
Active Components
为e_zone - 设置
Passive Components
为tab-n_zone与tab_p_zone

- 进入
Electric Contacts
标签页,进行如下设置

- 进入
Model Parameters
标签页,指定Reference Capacity
为14.6 ah,其他参数保持默认设置

2.3 Materials设置
- 指定
Thermal Conductivity
为20 W/(m K) - 设置
Electrical Conductivity
为define-per-uds

- 设置
Electrical Conductivity
的两个UDS均为1e6 S/m


2.4 计算区域设置

- 设置区域
tab_p_zone
的材料介质为tabmat

- 指定区域
tab-n_zone
的材料介质为tabmat

2.5 边界条件设置
- 设置
Heat Transfer Coefficient
为5 - 设置
Free Stream Temperature
为300 K

- 将边界条件
bot_wall
的参数拷贝到其他边界,如下图所示



2.6 参考值设置

2.7 求解方法

2.8 求解控制

2.9 收敛残差设置

2.10 物理量监测

cc
2.11 初始化设置

2.12 求解参数

3 计算结果




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