动力电池/储能液冷系统仿真方法-软件演示
1几何模型处理
液冷系统仿真分析结果取决于液冷流场几何模型精确程度，因此应保证流场几何模型的准确度，尽可能保留对流体流动有影响的零部件、细节及特征，具体要求如下：
1）在CAD三维软件里抽取液冷流场仿真几何模型，模型的分管路应分割留有交界面面，以保证仿真分析过程中检测每个分路流量；
2）在处理几何模型时，应保留主管与支管的连接管道、冷板和管路的快插接头，进出水口处的接头、管路变径、管路弯曲和局部弯头等细节特征；
2仿真目的
在常规不同工况下，计算液冷系统的压降得出系统的P-Q曲线和不同回路之间的冷却液流量分配，分析是否满足液冷系统流场设计的目标。
1）不同工况下，液冷系统的压降得出系统的P-Q曲线；
2）计算出不同回路之间的流量，分析出冷板间的流量差；
3仿真步骤
3.1 导入模型、表面修复
将几何模型导入Star CCM+软件，Surface Repair检查几何模型表面是否存在错误，若显示错误，进行手动几何修复或CAD三维软件重新调整几何模型。
图 1 几何模型表面修复
3.2 块分割
通过Split Part Surface by Path命令分割进出水口和流体面，以在Region里设置边界条件。
图2 几何块分割命令
3.3 几何（Part）转成域（Region）
使用Assign Part to Regions命令将几何体转换成计算域
图3 几何转换计算域
4.设置边界条件
为了形成边界层网格，在流体Region下设置正确的进出口边界条件
图4 边界条件设置
4.3.5 网格划分
1）网格划分操作可以在Operations中Automatedmesh或Continua中Mesh命令中进行设置，在网格模型中应选Pris m Layer Mesh选项，接下来设置主要参数：
2）设置网格基本尺寸（Base Size）：根据流道尺寸；
3）设置边界层层数（Numberof Pris m Layers）：推荐3~5层；
4）设置边界层增长率（Pris mLayer Stretching）：推荐为1.2；
5）设置边界层厚度（Pris mLayer Thickness）：推荐为基本尺寸的15%~25%；
图5 Automated Mesh网格设置
图6 Continua网格参数设置
4.3.5 物理模型设置
首先判定流体流动状态（层流、湍流），假设流动为湍流，选择K-EPsilon湍流模型，选择分流流动、勾选重力选项（Gravity），液体物理参数改为冷却工质参数值，其他设置如下所示：
图7 物理模型设置
4.3.6 流量和压降监控设置
为了得到和监控每个冷板流量分配及液冷系统压降，使用Report操作命令，新建New Report，分别选择Mass Flow和Pressure Drop命令，选取所监控的面，具体设置如下图所示：
图8 Report监控设置
4.3.7 后处理
当计算进行的时候，观察压力场的变化，创建一个新的标量视图，点击Displays>Scalar命令，具体设置如下：
图9 流场压力云图
4.3.8 设置停止标准及运行
点击Stopping Criteria,在Properties窗口中设置Maximum Steps，如下图10所示，然后初始化Initialize，点击运行。当Residuals残差图结果稳定时，如下图11所示，停止计算，保存Case。
图10 设置停止标准
图11 Residuals残差图
4.4 仿真结果分析
借助流场仿真分析工具，得出动力电池液体系统压降及各回路流量，与目标值进行对比，优化液冷系统设计。
4.4.1 P-Q曲线
借助流场仿真分析工具，提取液冷系统阻力特性曲线及压降—流量曲线（P-Q曲线），为泵的选型提供依据。
图12 液冷系统P-Q曲线
4.4.2 流量均匀性
借助流场分析仿真得出各回路流量值，判断各回路流量分配均匀性，流量比的偏差值是否控制在设计目标范围内。
图13 各回路流量均匀性分析
