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    ◈ 某電池包CAE項目工作與技術總結

    一.項目簡介

    仿真計算輸入條件: 電芯發熱功率為XXXW;電池包環境、初始溫度為XX度。

    仿真計算輸出結果:電池包內電芯的溫度分布情況。

     

    二.技術路線

    熱管理仿真計算屬于CFD范疇,是利用計算機求解流體流動的各種守恒控制偏微

    分方程組的技術,涉及流體力學、傳熱學、計算方法、計算機圖形處理等技術。

       主要環節:幾何造型、網格劃分、前處理、求解計算、后處理顯示。

    三.仿真計算情況

    1、幾何造型

    Step 1:導入實體幾何

    本項目幾何模型為外部CAD軟件創建的STP格式文件。

    Step 2:拓撲構建

    進行幾何拓撲構建,目的是進行幾何檢查,同時自動創建特征線。

    Step 3:清理/修復幾何

    進行適當的幾何簡化處理,清理非正常的線、面等幾何特征。

    Step 4:創建Part

    分別創建單獨的part放置電池包箱體表面、電池壁面、PTC加熱板壁面等點、線、面。

    Step 5:創建body

    body是一個封閉幾何,用于標志計算域,在生成網格過程中,自動搜索Body區域。

     

    2、網格劃分

    Step 1:初始化分塊

    Step 2:分割塊建立拓撲結構,創建Ogrid塊。

    Step 3:刪除計算域外的塊結構

    Step 4:將塊結構的點、線、面關聯到幾何體

    Step 5:在幾何體上移動頂點到適當位置

    Step 6:設置網格尺寸

    Step 7:劃分塊結構的網格,點擊Pre-Mesh預進行計算網格

    Step 8:重新設置邊上網格分布

    Step 9:檢查網格質量,主要檢查準則包括Quality、Determinant 等。

    Step 10:網格光滑處理,提高網格質量。

    Step 11:轉為非結構網格,

    Step 12:輸出網格到Fluent求解器。

                                                 劃分塊結構

    3、Fluent前處理

    Step 1:導入網格模型,進行網格模型檢查, 重點檢查體積或面積大小、網格質量。

     

                            Fluent設置                             網格模型

     

    Step 2:材料設置,流體域的材料選為空氣,激活空氣密度的boussinesq近似選項,密度為1.225kg/m3,

    比熱容為1006.43J/kg k,導熱系數為0.0242w/m k,粘性系數為1.7894e-05,熱膨脹系數為0.0034。

     

    Step 3:材料設置,創建新固體材料cell ,用于電池單元。密度為XX kg/m3,比熱容為XX J/kg k,導熱

    系數各向異性,分別為xx=  、yy=  、zz=   w/m k。選用材料庫的某材料,用于電池隔板、PTC加熱板、

    電池箱體。

     

    Step 4:單元區域條件設置,包括1個流體計算域,2個固體計算域,流體域選用空氣介質,電池單

    元體選用cell固體域,PTC加熱板的熱源密度為 XX w/m3。

     

    四、Fluent求解處理

    Step 1:求解方法設置。

     

    Step 2:求解控制設置。

     

    5、Fluent  postprocessing/ CFD POST求解后處理顯示

    形成流場的溫度云圖、速度矢量圖、流線圖等。 并進行結果處理及分析。

     

     

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