电池的热管理与设计采用数值仿真加速电池开发(4)

蓄电池 热管理分析

图5 同一时刻和放电速度下不同温度时的浓度变化曲线

图6 不同温度下同一放电速度时的放电曲线

系统级设计工程师的工作是电池模块级或者电池组级的设计，他们有其它的一系列不同的需求。通常，这些工程师不用担负像电池单体级工程师那么细致的仿真工作，而且他们的仿真目标也有诸多不同。例如，分析电池热量管理的计算流体动力学工程师关心的是将温度维持在期望的范围内，降低压降，维持电池组内部温度的一致性，而其他问题如热产生机制和电池单体的结构却不是他们所主要关心的。计算流体动力学过去被广泛用于预测流量和传热的分析，现在电池热量管理只不过是计算流体动力学仿真的另一个应用。作为计算流体动力学仿真软件供应商，ANSYS 致力于为用户创造易用的程序。无需采用不同的工具来完成几何建模、网格剖分、后处理和优化等工作，ANSYS Workbench 已经将上述计算流体动力学组件集成融汇于其中。通过Workbench 自带的几何建模工具或者从其它CAD 软件中导入的几何模型都是参数化的。从模型的几何参数改变到Workbench 中的结果更新可以一键完成。Workbench 内部不同仿真工具之间可以进行无缝数据传递。在ANSYS Workbench 的帮助下，电池组整体的热流体动力学分析及优化可以完全在ANSYS Workbench环境下完成。图7 和图8 显示的是某重要汽车原始设备制造商利用ANSYS Workbench 做的计算流体动力学仿真的实例。

图7 由16 个电池单体组成的电池模块