设计仿真 | 利用 Cradle CFD 设计最佳液冷电池组

2024-07-26 15:04:50· 来源：海克斯康工业软件

总部位于班加罗尔的 Sienna ECAD 公司成立于1997 年，是该国十分先进的印刷电路板（PCB）分析/设计工程公司之一。作为阿瓦隆集团旗下的一家公司，Sienna ECAD 还从事印刷电路板设计工程、系统集成以及塑料、变压器、磁性元件、电缆和线束的功能测试。

研究小组需要研究液冷电池的功能，以优化冷却效果。冷却通道中的流量失衡会造成流动不均匀，从而导致冷却不均匀，这会导致冷却套中的传热不均匀。此外，考虑到冷却剂特性对流动机制和传热效果的影响，研究小组还热衷于研究不同冷却剂对冷却套中的流动和热混合的影响。

研究小组决定对双层电池组的冷却水套出入口进行逆流和平流两种不同配置的研究，除此之外他们还研究了冷却回路中冷却剂的流速。

01 设计最佳冷液电池

使用 Cradle ScFLOW，我们团队成功确定了符合电池组仿真速度、准确性和详细程度要求的正确数学模型。并且我们能够设计出具有最佳的冷却剂、最优流量配置和最佳流速的最佳电池组。

-Savita R Ganjigatti,

工程副总裁, Sienna Ecad Technologies, An Avalon group company

Sienna ECAD 团队使用 Cradle CFD 软件的最新电池冷却数学模型，对两种不同的水套配置进行了模拟，以便在最短时间内得出最准确的结果。研究小组比较了两种不同冷却剂的冷却性能。第一种冷却剂是乙二醇和水的混合物，第二种冷却剂仅为水。

Cradle 的 scFLOW 模块是新一代 CFD 工具，其使用非结构化网格来准确表示复杂的几何形状，通过使用该模块，研究小组发现乙二醇和水的混合物是最佳的冷却剂选择，它能使冷却剂在通道上的流动更加均匀，并在相同体积流量的冷却剂中实现相似的传热效率。

02 叠层水套配置

第二项研究是通过比较逆流和平行流动类型，了解电池组中叠层水套配置的效果。使用 Cradle scFLOW 进行的模拟显示，叠层水套配置的逆流类型比平行叠层更有效，更能使入口和出口之间的热传递达到最佳效果。

03 冷却剂流速对传热的影响

第三种模拟是研究冷却剂流速对电池组传热的影响。冷却剂流量以每分钟一升（LPM）为单位计算，在 1 LPM 至 5 LPM 之间进行测试，以研究其对电池温度的影响。

在考虑了水箱尺寸和电机尺寸后，模拟结果表明，最佳流速为 2 LPM，温度约为 26.7 摄氏度。

04 最终优化设计

在 Cradle scFLOW 先进数学模型的帮助下，Sienna ECAD 团队确定乙二醇-水混合物是更好的冷却剂选择，冷却水套的逆流配置在 2 LPM 的最佳流速下提供了更好的冷却效率。该团队能够确定正确的数学模型，以满足在速度、准确性和所需细节深度方面的要求，这对于电池组仿真至关重要。

利用 Cradle scFLOW 确实改变了我们的工程模拟。该软件强大的功能和友好的用户界面使我们的团队能够自信地应对复杂的流体动力学挑战。

- Suresh Nidasesi, 高级项目经理,

Sienna ECAD

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