即将直播：我的新能源动力电池PACK热管理仿真案例（7/19）
- 作者优秀
- 优秀教师/意见领袖/博士学历/特邀专家/独家讲师
- 平台推荐
- 内容稀缺
导读：本文为新能源电池热管理仿真案例介绍，笔者根据项目经验从电池热管理开发流程、分析工况、电池产热计算、热管理CFD分析五个方面进行阐述，列出部分典型分析工况（静态和动态），介绍电池产热计算说明和方法，CFD分析中展示了流场分析、快充和高速行车两种工况仿真结果。最后，如何能够掌握电池热管理设计及其仿真分析的能力，笔者根据自身经验给出几点建议，希望能够帮助到从事相关科研和工作的朋友们。电池热管理开发贯穿于电池包系统设计开发全周期，包含电池温度控制、冷板、管路系统等设计，而电池热管理仿真作为整个热管理开发中最为有效的方法，对产品设计、方案评估和优化设计起到决定性作用，有效缩短开发周期，降低开发成本。不管是来自整车厂、电池PACK厂还是供应商的工程师，需要了解各子零部件开发与电池包、整车开发流程的关系，根据整车一级开发计划不断细化到各子零部件开发计划。电池热管理系统的开发流程应与电池包开发流程保持一致。热管理系统的设计贯穿于整个电池包的设计过程中，在整车开发经过A样件、B样件、C样件以及产品4个阶段，电池热管理参与每个阶段的设计、更改、试制以及验证。电池热管理系统设计的主要目标是：在考虑空间布置、设计成本、轻量化等条件下，通过加热或冷却控制，保证电池系统工作在相对适宜的工作温度，同时减小单体间温度，保证一致性。设计性能良好的电池组热管理系统，要采用系统化的设计方法。电池组热管理系统设计的过程包括如下步骤：
电池热管理系统设计流程进一步细化，分别具体到每一项工作任务，细化工作如下：（1）确定热管理系统的目标及要求：分解整车目标，细化热管理系统流阻、温差、冷却性能及加热等要求；（2）测量或评估模块生热及热容量：电芯循环测试；电芯生热功率测试；电池等效电路模型搭建；锂离子电池充放电过程是电化学反应，所以它的发热实际上是非常复杂的过程，通过恒定值或I^2R来评估电池生热功率是不精确的。准确情况下采用Bernadi公式计算：其中I为电流值，U为电池端电压，E为开路电压；dE/dT为熵值系数。这个公式计算发热非常准确，而无论是单电芯还是整车工况下，都可以用它来计算发热功率的；实际过程中通过试验和等效电路仿真需要进行标定计算。（3）热管理系统首轮评估：选定传热介质；设计散热结构等；通过热计算来初步估算各液冷回路流量分配，估算液冷板有效换热面积来设计散热结构。（4）预测模组及电池总热行为：模组不同工况温度测试；不同工况下电池发热功率；不同工况下电池热管理CFD分析；
（5）细化热管理系统：热管理控制策略制定；冷板及流道结构设计；水冷板CFD分析；整车工况下电池包CFD分析；流场分析：在电池冷却系统设计过程中，对冷却系统进行流场分析，得到在不同流量下冷却系统的流阻特性、流量分配等信息，用以初步评估冷却系统冷却均匀性，并为水泵选型和匹配作参考。
放电工况分析：放电工况目前分析极端工况即高温高速工况一项，即对电池在高温状态下工作进行仿真模拟，评估冷却系统性能，以及电池最高温、温差等指标。充电工况分析：充电工况包括高温快充、常温快充、低温快充、低温慢充等，主要用于评估在不同温环境条件下，电池的充电特性以及温度、温差等热管理指标。（6）热管理系统试验验证-DV测试：水冷系统台架试验；整包热管理台架试验；整车热管理试验；（7）热管理系统优化：散热结构设计优化；热管理控制策略优化；（8）热管理系统产品试制：PV样件试制（不同开发阶段）；（9）热管理系统试验验证-PV测试：整包热管理台架试验；整车热管理测试；
对电动汽车而言，驾驶习惯、实时路况、环境气候等是形成各个工况的因素，电池的工作状态是由汽车工况所决定的，准确地理解整车工况以及自身工作特性有助于进行电池CFD分析，而电池CFD分析有助于准确评估电池包在各个工作状态下是否满足温度、温差特性，对应地制定热管理控制策略。电芯性能研究是电池系统设计开发中非常关键的部分。电芯产热计算是电池热管理设计非常重要的环节，整个过程涉及很多方面的工作，比如电芯性能、测试、模型标定，数据分析、仿真等，电芯产热评估直接决定是否能够有效地预测各工况下电池热行为。在电动汽车电池热管理方案开发过程中，对热管理方案进行CFD仿真分析，用于评估电池热管理方案可行性，并指导热管理系统方案设计和优化，同时可对热管理热略标定和优化提供参考。下面将对建模方法（基于STARCCM ）和分析内容进行论述。如何能够掌握电池热管理设计及其仿真分析的能力，谈谈个人几点建议：1、软件篇：精通一款CFD仿真软件（目前汽车行业以STARCCM 和Fluent为主），能够正确地运用软件实现电池热管理仿真分析，软件操作方面能够有效保障仿真分析精确，评估并优化热管理系统设计。2、专业篇：了解新能源领域有关知识，比如电池包结构设计、BMS、测试、整车系统等，掌握电池热管理相关知识，比如电芯产热计算、液冷系统设计、工况分析等，有效的预测各工况下电池包的工作特性和热行为，为电池包系统设计提供有力保障。
六、基于STAR-CCM 新能源电池仿真计算
2022年7月19日晚19:30分，笔者应仿真秀邀约，在2022仿真知识周第六期讲座，为大家带来《STAR-CCM 新能源电池仿真计算公开课》。直播中笔者将为大家带来以下内容，感兴趣的学员，可添加下方小助手**，进入笔者**群。
迄今为止，仿真秀已连续举办了三届仿真知识周-仿真人自己的节日，今年7月11日，第四届仿真知识周将如期而至。抱着回馈广大仿真学习者与从业者的热情，仿真秀请来30位行业专家为大家奉上知识盛宴，平台的专栏作者们也纷纷慷慨让利，释出大量优惠，让这个专属仿真人的节日比炎炎夏日更加火热！首先，平台面向所有用户赠出每人200元全场通用优惠券，可与平台的限时秒杀同时叠加使用，多重优惠叠加，点击“阅读原文”或者扫码进入活动主页立刻领券。在本届仿真知识周中，我们汇集了30位专家，推出20场线上直播，其中有知名软件原厂与行业大咖的技术沙龙，也有全网稀缺学习资源的讲师在线分享经验。专题涵盖：软件原厂技术沙龙、汽车行业、电磁仿真、土木建筑、制造工艺、工业设备。以下是直播安排：
以上每场直播均可在仿真秀官网与App报名与收看，暂未全部上架，不想错过直播请扫码加入知识周交流群，即时获得：1.直播提醒、直播PPT分享与回放、各大行业仿真学习资料包共享，资料包括力学与有限元学习包、航空航天学习包、汽车行业仿真学习包等等。2.每个直播日群内抽奖，不限参与次数、不限中奖次数，奖品含100元京东卡、50元京东卡、10元京东卡、仿真图书、机械键盘、优惠券。3、学习资料共享，每直播日群内随机抽取10000元大奖仿真知识周作为仿真秀连续四年推出的仿真人自己的节日，福利逐年升级。今年的知识周交流群，不仅为大家提供直播相关服务，行业学习资料共享，更在每个直播日进行抽奖，所有人均可参与，不限抽奖次数，不限中奖次数。4、课程年中钜惠，团购、秒杀、满减享不停，最低至1元以下培训仅限活动期间（7.11～8.10）报名可享惊喜活动价，了解培训大纲、开课与优惠详情，请联系仿真秀李工：fangzhenxiuli，所有培训均可开具培训通知、发票等。百余套课程限时优惠，领券、秒杀可叠加使用，最低至1元，优惠课程涵盖主流软件包括 Abaqus、Fluent、ANSYS Workbench、HFSS、PFC等，类型包括软件入门、软件进阶、行业应用案例，行业包括汽车、航天、轨交、风电、通信等。
7、满2000元返现100元，满3000元返现150元活动期间（7.11～8.10），同一个账户累计购课订单满2000元，即可返现100元，购课满3000元，返现150元。仅限在官网活动页购课的用户参与，消费额满足的用户请联系小助手 fangzhenxiu6688。声明：部分图片和内容源自网络，如有不当请联系我们，欢迎分享，禁止私自转载，转载请联系我们。 获赞 10092粉丝 21553文章 3539课程 219
