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Fluent profile定义锂电池热源

1年前浏览1378
引子

由于新能源汽车行业的快速成长,锂电池的仿真也变得日益重要起来。锂电池对热高度敏感,过高的热量很容易引发事故。电池在放电过程中,热源往往不是固定的,有时候在不同的行驶工况下,放热曲线非常复杂,这时候采用一般的函数(表达式功能),已经很难来定义这样复杂的热源。因此我们可以采用profile来定义这种复杂的热源。

问题描述

此案例为一简单演示案例,并不代表真实放热过程,只是为了演示这种点式插值型热源的定义。此案例为一18650单体电芯,热源变化不规律。

1.几何与网格

此案例采用18650电池,在SCDM中创建几何并划分结构网格

image.png

2.求解器设置

将网格文件导入Fluent,并检查网格质量

选择压力基瞬态求解器

image.png
3.打开能量方程
image.png
4.读入profile文件

此案例采用.csv格式读入,具体如下:

image.png

CSV文件格式及用法的示例说明

image.png

此文为在EXCEL编辑,保存为CSV文件,也可如上图所示在文本文件编辑,然后保存为csv文件。

image.png
需要注意的是,profile中的数据采用的是线性插值,因此计算过程中采用的时间步长需要低于profile数据时间步长,否则会造成数据信息丢失,尤其是在曲线有曲率存在的位置。
如下图所示,蓝色线条为大时间步长下得到的值,可以看到在曲率位置并未严格遵守profile指定的规律。

image.png

在 Fluent 中读取csv格式 profile 文件

image.png

5.定义电芯的热源
image.png

电芯的介质属性以及边界条件都采用默认设置

6.关闭流动方程

因为此案例没有建立流体域,因此只计算固体域的热计算

image.png

7.监测电芯的最高温度
image.png
image.png
8.初始化,并求解计算
image.png
image.png
9.结果确认
采用profile文件定义热源时,锂电池最大温度随时间的响应过程。
源文件:

链接:https://pan.baidu.com/s/1OawdYsSMlABiQMFL_FcOuQ

提取码:2un5

科普流体基础新能源Fluent芯片
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首次发布时间:2022-06-24
最近编辑:1年前
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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