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恒功率加热工况你可能算错了-Starccm+电池热管理仿真计算误差分析

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工况:电池包低温恒功率加热,加热功率8KW,进口流量5L/min,目标温度15℃

电池包采用1P52s,采用底部液热板加热,如果采用恒功率加热,假设加热的功率都被冷却液体吸收,那么p=c(m/t)𝜟T, (m/t)为质量流量,从上诉公式计算可以得到冷却液进出口的温差。

那么仿真上周末实现恒功率加热尼?仿真输入简化为Tin=Tout+ 𝜟T,认为液冷被电池加热后回到空调,认为制热空调效率100%,那么8KW加热加热功率都被水吸收,水吸收热能后上升的温度就是𝜟T,所以电池包的进口温度就是Tin=Tout+ 𝜟T,送公式可以看出,进口的温度会随着出口温度升高的一个曲线,为了研究仿真过程中不同的时间步和迭代步对进出水温的影响,进行了多轮的仿真。

不仿真不知道,一仿吓一跳,对比分析的结论直接推翻了以前的仿真方法。不同的迭代方式,低温加热工况,加热速率偏差很大大

时间步s

迭代步长

液冷进口温度℃

0.5

前10s20:5

200s@13.2(180s@12.3)

0.5

20

180s@14.7

0.5

50

180s@15(140s@13.1)

0.1

50

140s@13.3

1

50

180s@14.8(140s@13.2)

前20s 0.5:5

前10s  20:5

200s@3.9

前20s 0.5:5

50

200s@13.7

5

50

200s@13.2

通过上诉比较可以看出,采用大时间步和短迭代步长对结论影响很大,而我们正常工程上的计算,一般时间步长设置都会比较大,迭代步液不会太多,这直接导致结果可能存在一定偏差

原因分析:主要是大时间步和短迭代步长导致计算没有收敛,整个过程温度一直实在变化的,收敛的相对较难

措施:后期对于边界条件随着时间变化的情况,还是要采用较小时间步和较大迭代步进行计算,对于边界条件不变化的,可以前期大迭代步,后期适当减小增加计算效率

来源:LEVEL电池热管理技术
Fluent新能源储能热设计试验
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首次发布时间:2025-08-24
最近编辑:5小时前
LEVEL水平线仿真
硕士 | 热管理工程师 公众号LEVEL电池热管理技术
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