案例概括

　　本项目是根据某新能源车企的产品设计需求，对锂电池进行的仿真分析，目的是计算不同工况下模组与PACK的温度情况。该项目主要通过自然对流的方式进行散热，计算结果需要与实验测试进行对比。主要计算的工况包括：1C倍率充放电、最高时速放电、低温条件下电池预热与充电等。

　　项目挑战

　　1.多尺度的物理仿真需求；

　　2.复杂的几何模型修复；

　　3.散热问题中缝隙的处理；

　　4.模组级锂电池的电芯、导电铜片、隔膜等部件的简化方法；

　　5.PACK级锂电池的导线、底座、其他设备的简化方式；

　　6.多尺度计算的网格选择；

　　7.与实验相符的物理模型选择；

　　8.瞬态热仿真的时间步长选择；

　　9.与温度相关的电芯发热功率；

　　10.接触热阻的给定。

　　解决方案

　　本案例首先通过SCDM工具对模组和PACK进行几何模型的修复与简化，之后针对该模型相对比较规整的特点，使用Meshing工具划分了Cutcell网格。最后通过Fluent软件进行仿真求解，求解过程中，与温度相关的发热功率通过UDF代码来实现，自然对流的密度模型采用了不可压缩的理想气体模型。瞬态仿真在流场稳定后采用了较大的时间步长。针对可能出现的缝隙问题，该案例通过SCDM与Fluent Meshing组合的方式进行缝隙查找与修复，有效避免了缝隙网格过多（或质量太差）的问题。

　　用户价值

　　通过该案例的仿真计算，用户进一步了解了使用ANSYS CFD工具计算锂电池散热的基本步骤，同时也掌握了该仿真技术中几个难点的处理方法，这些，都可以为客户后续开展产品设计的验证工作提供有效的帮助，从而提升锂电池热管理的总体效果。

　　同时，用户也通过该案例了解到本型号电池模组和PACK在指定工况下的热性能，从而为后续的产品改进与优化提供了重要的数据支撑。研发部热管理李工：ANSYS Fluent在仿真新能源电池的过程中，目前属于领先的地位，无论是电芯的分析，还是模组或者PACK的计算，都具备很强的可靠性。锂电池设计属于国家重点支持的创新领域，ANSYS的流体技术在这一块已经走在了前列，相信会随着行业的不断发展而越做越好。