VirtualFlow | 电池包散热仿真应用案例
一、CFD 在电池包散热系统中的应用
CFD 通过数值模拟电池包内部的流体动力学特征——包括风速、流场压力、气流湍流强度、壁面换热系数、温度场分布等，结合三维结构模型，为解析散热失效机制、优化风道结构提供精准支撑。
模组局部高温、电芯温差过大、风道气流死区积热是风冷散热的核心痛点，长期温差超标会加剧电芯老化、容量衰减，极端工况下易引发热失控。
风道结构、导流布局、进出口尺寸直接决定气流输送效率。不合理设计会造成风阻过大、气流偏流等问题，增加风扇功耗、降低续航。
筛选低风阻、高风量最优风道结构，降低风扇负载
优化导流结构，消除气流偏流与短路，提升散热一致性
夏季高温、高速快充、持续爬坡等极端工况下产热功率大幅提升，常规风冷结构易出现散热冗余不足问题。CFD 仿真可实现全工况精准校核，无需反复开模试验。
提前排查极限场景散热短板，规避过热故障
仿真快速迭代结构方案，大幅缩短热管理研发周期
二、VirtualFlow 仿真对标案例
本案例以标准乘用车风冷动力电池包为对象，采用上海积鼎信息科技自研 CFD 软件 VirtualFlow 2026 GPU求解器与主流国外商软开展同模型、同工况、同网格精度对标测试。
图1 电池包热管理系统
▌ 仿真结果对比
在模型、网格、工况、求解参数完全一致的前提下，通过VirtualFlow GPU版与国外商软仿真结果对照，电池包内部温度场、最高温、最低温、对流换热量等核心工程数据偏差极小，符合工业仿真精度要求。充分验证VirtualFlow GPU版本求解器数学模型精度可靠，满足动力电池风冷散热工程仿真需求。
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图2 电池包内部温度场分布一致性验证
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| (a) 国外商软 |
图3 电芯表面温度场分布一致性验证
▌ 仿真精度对比
核心工程数据偏差极小，充分验证 VirtualFlow GPU 版本求解器精度可靠，满足动力电池风冷散热工程仿真需求。
▌ 计算性能对比
在统一计算1000步、相同收敛标准条件下，两款软件算力耗时对比如下：
国外商软 · 16核CPU
7559 s
1000步耗时
VirtualFlow · 单GPU
4833 s
速度约 1.56×，提升 36%
由实测数据可得：相同网格与模型配置下，VirtualFlow自研非结构求解器GPU版本计算效率，远超国外商软16核CPU并行计算效率，能够极大缩短电池包热管理仿真迭代周期，为车企、零部件厂商多方案对比、参数优化、快速迭代提供高效仿真支撑。
三、VirtualFlow GPU求解器的特点
结构 + 非结构双模块求解，对复杂异形风道、模组堆叠结构适配性更强，场景适用性远超 Fluent、StarCCM+等单一求解模式。
同时支持 CPU 与 GPU 计算，GPU 原生支持性能不亚于国际主流求解器，CPU 支持多线程和多进程混合并行，适配国内外主流硬件。
支持任意多面体网格，可快速生成高质量网格，大幅降低前处理工作量。
支持定常与非定常求解，覆盖稳态散热校核、动态温升仿真、瞬态工况迭代等全场景需求。
一站式前后处理，无需依赖第三方软件；支持脚本自动化批量仿真与参数化迭代；AI 友好，可与 AI 模型无缝对接实现智能优化。
总 结
VirtualFlow 求解器计算精度可对标主流商用软件，凭借 GPU 并行加速优势有效缩减仿真耗时，依托自主可控的核心技术，助力动力电池热管理设计从定性试验迈向定量仿真与智能优化。
