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Fluent|电池包热失控仿真

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1年前浏览2225

本文演示在Fluent中模拟电场包内部短路热失控的仿真基本流程。

1 导入网格

  • 3D、Double Precision方式启动Fluent
  • 利用菜单File → Read → Mesh...读取网格文件bp18650.msh.gz

计算模型及网格如下图所示。

2 General设置

  • 采用瞬态计算

3 Models设置

  • 开启能量方程
  • 右键选择Battery Model,点击菜单Edit...打开模型设置对话框
  • 如下图所示在Model Options选项卡进行参数设置
    • 激活模型NGTK Empirical Model
    • 指定Nominal Cell Capacity2.4 ah
    • 指定C-Rate1
  • 进入Conductive Zones选项卡,如下图所示选择相应区域
  • 进入Electric Contacts选项卡,如下图所示选择电池的总正负极边界面
  • 进入Advanced Options,如下图所示激活选项Thermal Abuse Model,并选择选项Four-Equation Kinetics Model,其他参数保持默认

4 Materials设置

  • 创建材料active-mat,参数如下图所示
  • 创建材料passive-mat,参数如下图所示

5 设置计算区域

  • 指定cell1的材料介质为active-mat
  • cell1的参数拷贝到其他几个cell区域,如下图所示
  • 指定busbar1a的材料介质为passive-mat
  • busbar1a的参数拷贝到其他区域,如下图所示

6 边界条件设置

  • 设置边界wall为对流换热条件,并如下图所示设置参数
  • wall边界参数拷贝到其他壁面边界,如下图所示

7 Methods设置

  • 采用默认参数

8 Controls设置

  • 取消选择Flow与Turbulence,如下图所示

9 初始化

  • 进行初始化

10 设置监测

  • 监测电池区域的平均温度
  • 监测电池区域参数Csei
  • 监测电池区域参数Cne
  • 监测电池区域参数Ce

11 取消残差监测

  • 如下图所示,取消残差监测

12 设置短路区

短路区域通过patch一个较小的电阻来实现。

  • 创建Region,采用下图所示参数
  • patch区域的Battery Short Resistance5e-8 ,如下图所示

13 进行计算

  • 采用下图所示的参数进行计算

计算到530 s时提示已达到停止条件,表示此时电池已经热失控。

14 计算结果

  • 温度变化情况

  • 温度监测
  • abuse-csei变化
  • abuse-cne变化
  • abuse-ce变化
  • 失控时刻的热源分布
  • 失控时刻的Cne分布
  • 失控时刻的温度分布
 

案例相关文件链接:https://pan.baidu.com/s/1_6StKsLi8Skks7Dnaay4dA?pwd=f6dk提取码:f6dk


(完毕)

来源:CFD之道
Fluent电场Electric材料
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2022-08-08
最近编辑:1年前
CFD之道
博士 | 教师 探讨CFD职场生活,闲谈CFD里外
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1条评论
陪你看日落
签名征集中
1年前
老师您好,请问您用fluent做过通过加热触发锂电池热失控么
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