高温40℃18Kw(1.5C)直流充电仿真

冷却.gif

前面的几何处理步骤和流道VOF仿真类似,导入3D-CAD中进行压印处理,然后在part里面进行破面的检查。

从流体区域中分离出进口,出口1.2.

高温40℃18Kw(1.5C)直流充电仿真的图2

分配零部件至区域

高温40℃18Kw(1.5C)直流充电仿真的图3

在区域里面定义进出口(进口为质量流量进口、压力出口),这里定义的原因是,只有定义了边界以后,画网格的时候才能产生棱柱层。

高温40℃18Kw(1.5C)直流充电仿真的图4高温40℃18Kw(1.5C)直流充电仿真的图5

Operation条件下划分网格

在基于几何的条件下建立自动网格,在这里一般是大面(上盖下盖、空气域合一起),水冷板和流体域在一起划分网格、电池导热垫和隔热板和端板侧板在一起划分。

1)大面划分

高温40℃18Kw(1.5C)直流充电仿真的图6

基本尺寸给35mm,最小尺寸为基本尺寸的10-20%mm

高温40℃18Kw(1.5C)直流充电仿真的图7高温40℃18Kw(1.5C)直流充电仿真的图8

模型的外空气域的厚度为600mm左右,600/35=17.1层网格,一般保证在一个方向有十层网格就行了。

高温40℃18Kw(1.5C)直流充电仿真的图9

2)流道和流体区域网格划分

高温40℃18Kw(1.5C)直流充电仿真的图10

这里将流道和流体区域合在一起划分的原因是,两者结合划分,能节约生成网格时间,以及保证两者划分的网格能更加的贴切。

查看入口直径,为8mm,则基本尺寸设置为8mm,网格要在这个方向画十层网格,所以最小尺寸为直径的10~15%,设置15%就行了,不然生成的网格太多了。设置棱柱层为3层,棱柱层延伸为1.2,棱柱层厚度为0.6mm(绝对尺寸)。

一般棱柱层厚度为入口半径(4mm)的10%,取了0.6mm。稍微大了一点点。

高温40℃18Kw(1.5C)直流充电仿真的图11高温40℃18Kw(1.5C)直流充电仿真的图12

高温40℃18Kw(1.5C)直流充电仿真的图13

(3)对电芯等剩余部件进行网格划分,选择薄体网格划分

高温40℃18Kw(1.5C)直流充电仿真的图14

通过观察,电池包的厚度为80mm,所以电池的基本尺寸给8mm,可以画80/8=10层网格了。最小表面尺寸可以给15~25%,薄体层数给2~3层(主要是针对导热垫和环氧板)。

高温40℃18Kw(1.5C)直流充电仿真的图15

2.%2 设置物理属性

在连续体下定义各种材料参数

1)定义空气参数

高温40℃18Kw(1.5C)直流充电仿真的图16

设置完成后,修改重力的方向

高温40℃18Kw(1.5C)直流充电仿真的图17

2)定义电池的物理连续体

高温40℃18Kw(1.5C)直流充电仿真的图18

注意:这里需要修改电池的导热率,设置其为各向异性。同时其材料属性根据实际的情况给予(密度,导热率,比热容)。

高温40℃18Kw(1.5C)直流充电仿真的图19

因为导热垫、端板、侧板、上盖下盖的物理属性都差不多,只是材料属性不同,按照电池的物理属性继续设置。

3)定义流体区域

高温40℃18Kw(1.5C)直流充电仿真的图20

这里也需要设置重力,同样也要修改重力的方向和跟换冷却液的物理参数。

定义完成后的物理连续体

高温40℃18Kw(1.5C)直流充电仿真的图21

在区域里面赋予对应的物理属性

高温40℃18Kw(1.5C)直流充电仿真的图22

定义完成后,依次划分网格右键建立的网格——Excute,依次对AirFLUIDYLB划分网格,分三次划分的好处是可以阶段性的查看网格的质量,同时修改参数。

最好的划分顺序应该是液冷板和流体区域、电池包和端板、最后是外空气域和上盖。这样的好处是对目标区域液冷板和流体区域重要位置先进行划分,保证其质量,越不重要的零部件放在最后划分。

高温40℃18Kw(1.5C)直流充电仿真的图23

三个都划分好以后,对网格进行质量检查-诊断-选择所有零部件

高温40℃18Kw(1.5C)直流充电仿真的图24

通过下图可以看出,可以查看有多少体网格以及检查网格的质量,一般检查红色方框中的网格数量是否为0,前四项都为0,网格质量合格。

高温40℃18Kw(1.5C)直流充电仿真的图25

设置报告和创立边界条件

报告

定义质量流量进口流量和定义温差函数

1)设置温度监测点——检测点放在电芯的极耳部分

2)创立报告MaxTbat——最大值——选择刚刚创立的检测点,单位选择℃

3)创立报告MinTbat——最小值——选择刚刚创立的检测点,单位选择℃。

将两者创立单个监视器

高温40℃18Kw(1.5C)直流充电仿真的图26

1)创立进出口温度报告(表面平均值)

2)选择表面平均值

高温40℃18Kw(1.5C)直流充电仿真的图27

3)创立TinletToutlet,场函数选择温度——单位选择摄氏度

高温40℃18Kw(1.5C)直流充电仿真的图28

建立压降报告——高压选择入口——低压选择出口

定义进口质量流量和冷却液温度

高温40℃18Kw(1.5C)直流充电仿真的图29

设置场函数——定义场函数Tinlet-选择单位为温度——设置单位为K(开尔文)

其中:K=273.15+摄氏度

高温40℃18Kw(1.5C)直流充电仿真的图30

定义进口温度函数——选择之前创立的报告MaxTbat

${TinletReport}>(273.15+25)?(273.15+25):(${TinletReport}>(273.15+30)?(275+15):(${TinletReport}>(275.15+45)?(275.15+10):(275.15+5)))

高温40℃18Kw(1.5C)直流充电仿真的图31

定义进口质量流量函数Vinlet——设置单位为kg/s

(${MaxTbatReport}-${MinTbatReport})<(273.15+5)?0:(${MaxTbatReport}>(273.15+50)?0.2685:0.179)

高温40℃18Kw(1.5C)直流充电仿真的图32


报告设置完成

定义流体区域的进口质量流量和进口流体温度

高温40℃18Kw(1.5C)直流充电仿真的图33

定义进口温度

高温40℃18Kw(1.5C)直流充电仿真的图34

设置电池的三个方向的热导率

高温40℃18Kw(1.5C)直流充电仿真的图35

其中三个方向的导热率设置

高温40℃18Kw(1.5C)直流充电仿真的图36

定义电池的热源——时间(s)和发热功率(w)曲线

高温40℃18Kw(1.5C)直流充电仿真的图37

3.3.%3 设置求解时间和停止标准

这是1.5C充电——总时间为1/1.5乘以总时间(3600s)乘以80%

本次采用的总时间为314s

隐式不定常取3s——到后期求解一半了,残差曲线收敛了可以取大一点(取5s10s都行)

高温40℃18Kw(1.5C)直流充电仿真的图38

停止标准——最大内迭代取10,刚开始取大一点,等到中期求解的差不多了,取5或者3节约时间,开始的时候还是要取大一点。

高温40℃18Kw(1.5C)直流充电仿真的图39

最大物理时间取314s

如果是设置这种类型的视图

高温40℃18Kw(1.5C)直流充电仿真的图40

设置显示几何的时候最好不要把流体区域选择进来,会影响视图观察效果。

高温40℃18Kw(1.5C)直流充电仿真的图41

后处理求解

高温40℃18Kw(1.5C)直流充电仿真的图42

标量零部件选择电池,轮廓样式平滑填充,函数选择温度,背景色选择固体

高温40℃18Kw(1.5C)直流充电仿真的图43

新建几何——零部件选择底托盘、环氧板、流道、流体区域

高温40℃18Kw(1.5C)直流充电仿真的图44

不透明度选择0.2~0.3,轮廓取消勾选、表面勾选上。

导出图片——触发选择时间差

高温40℃18Kw(1.5C)直流充电仿真的图45

高温40℃18Kw(1.5C)直流充电仿真的图46

时间差和隐式不定常时间保持一致,停止时间选择314s

一些设置技巧&mdash;&mdash;可以存储一些特定的视图,方便导出图片

高温40℃18Kw(1.5C)直流充电仿真的图47


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