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設(shè)計(jì)仿真 | 利用 Cradle CFD 設(shè)計(jì)最佳液冷電池組
總部位于班加羅爾的 Sienna ECAD 公司成立于1997 年，是該國(guó)十分先進(jìn)的印刷電路板（PCB）分析/設(shè)計(jì)工程公司之一。作為阿瓦隆集團(tuán)旗下的一家公司，Sienna ECAD 還從事印刷電路板設(shè)計(jì)工程、系統(tǒng)集成以及塑料、變壓器、磁性元件、電纜和線束的功能測(cè)試。
研究小組需要研究液冷電池的功能，以優(yōu)化冷卻效果。冷卻通道中的流量失衡會(huì)造成流動(dòng)不均勻，從而導(dǎo)致冷卻不均勻，這會(huì)導(dǎo)致冷卻套中的傳熱不均勻。此外，考慮到冷卻劑特性對(duì)流動(dòng)機(jī)制和傳熱效果的影響，研究小組還熱衷于研究不同冷卻劑對(duì)冷卻套中的流動(dòng)和熱混合的影響。
研究小組決定對(duì)雙層電池組的冷卻水套出入口進(jìn)行逆流和平流兩種不同配置的研究，除此之外他們還研究了冷卻回路中冷卻劑的流速。
01 設(shè)計(jì)最佳冷液電池
使用 Cradle ScFLOW，我們團(tuán)隊(duì)成功確定了符合電池組仿真速度、準(zhǔn)確性和詳細(xì)程度要求的正確數(shù)學(xué)模型。并且我們能夠設(shè)計(jì)出具有最佳的冷卻劑、最優(yōu)流量配置和最佳流速的最佳電池組。
-Savita R Ganjigatti,
工程副總裁, Sienna Ecad Technologies, An Avalon group company
Sienna ECAD 團(tuán)隊(duì)使用 Cradle CFD 軟件的最新電池冷卻數(shù)學(xué)模型，對(duì)兩種不同的水套配置進(jìn)行了模擬，以便在最短時(shí)間內(nèi)得出最準(zhǔn)確的結(jié)果。研究小組比較了兩種不同冷卻劑的冷卻性能。第一種冷卻劑是乙二醇和水的混合物，第二種冷卻劑僅為水。
Cradle 的 scFLOW 模塊是新一代 CFD 工具，其使用非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格來(lái)準(zhǔn)確表示復(fù)雜的幾何形狀，通過(guò)使用該模塊，研究小組發(fā)現(xiàn)乙二醇和水的混合物是最佳的冷卻劑選擇，它能使冷卻劑在通道上的流動(dòng)更加均勻，并在相同體積流量的冷卻劑中實(shí)現(xiàn)相似的傳熱效率。
02 疊層水套配置
第二項(xiàng)研究是通過(guò)比較逆流和平行流動(dòng)類型，了解電池組中疊層水套配置的效果。使用 Cradle scFLOW 進(jìn)行的模擬顯示，疊層水套配置的逆流類型比平行疊層更有效，更能使入口和出口之間的熱傳遞達(dá)到最佳效果。
03 冷卻劑流速對(duì)傳熱的影響
第三種模擬是研究冷卻劑流速對(duì)電池組傳熱的影響。冷卻劑流量以每分鐘一升（LPM）為單位計(jì)算，在 1 LPM 至 5 LPM 之間進(jìn)行測(cè)試，以研究其對(duì)電池溫度的影響。
在考慮了水箱尺寸和電機(jī)尺寸后，模擬結(jié)果表明，最佳流速為 2 LPM，溫度約為 26.7 攝氏度。
04 最終優(yōu)化設(shè)計(jì)
在 Cradle scFLOW 先進(jìn)數(shù)學(xué)模型的幫助下，Sienna ECAD 團(tuán)隊(duì)確定乙二醇-水混合物是更好的冷卻劑選擇，冷卻水套的逆流配置在 2 LPM 的最佳流速下提供了更好的冷卻效率。該團(tuán)隊(duì)能夠確定正確的數(shù)學(xué)模型，以滿足在速度、準(zhǔn)確性和所需細(xì)節(jié)深度方面的要求，這對(duì)于電池組仿真至關(guān)重要。
利用 Cradle scFLOW 確實(shí)改變了我們的工程模擬。該軟件強(qiáng)大的功能和友好的用戶界面使我們的團(tuán)隊(duì)能夠自信地應(yīng)對(duì)復(fù)雜的流體動(dòng)力學(xué)挑戰(zhàn)。
- Suresh Nidasesi, 高級(jí)項(xiàng)目經(jīng)理,
Sienna ECAD
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