储能课程优惠最后一周|储能热管理仿真和设计更新完整

• 课程图片介   绍

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课程介绍

   

课程针对工程应用，采用的风冷电池簇，液冷电池簇作为课程仿真演示对象，对风冷单个电池包和液冷单个电池包模型简化方法、网格划分、仿真模型建立、工况计算依据、工况评价标准进行详细的讲解，另外一个模块是储能热管理设计和关键零部件选项设计。通过课程的学习让你从一个刚刚毕业的小白，从入门到进阶学习到热管理设计方法和热管理仿真的方法，让你全方位热管理工程师，学习完课程可以达到独立承担项目水平。

1.电池热管理的基本知识:包括锂电池的工作原理，温度对电池影响，电池发热量获取方式，传热的基本方式，为什么需要电池热管理，热管理具体开发什么内容等？

2.储能液冷和风冷热管理设计方法；热管理零部件选项设计依据于实际项目。

3.电池包几何前处理（针对不同的仿真工况，不同冷却方式电池包的简化的基本方法和原则，实列演示电池包箱体、液冷系统、风冷系统、模组等件的简化过程。依据仿真需求对电池结构进行解析，合理的简化提高仿真效率）

4.电池包网格划分：主要讲解不同网格生成器的作用及应用方法、网格尺寸定义技巧、网格质量评估、网格单元质量的评价、网格有效性的检查。依据实际案例，讲解如何有效的控制网格数量，有效利用不同自定义控制之间的匹配、优先级，实现网格快速生成等。

5.仿真求解：物理模型的简化及边界定义，主要讲解仿真问题与物理模型之间的转化、物理模型参数设置（固体参数、气体参数、冷却液参数）、求解器设置、参考值及初始值设置等。通过实际问题与物理模型之间的转化，讲解物理模型如何选择，如何有效降低仿真误差，降低软件使用者带来的误差以及求解器导致的误差，提高仿真精度。

热管理仿真分析：实列演示电池包仿真求解设置流程、仿真结果处理方法，风冷和液冷电池包工况仿真依据和判断标准，收敛判定标准以及处理发散的主要的方法。

储能电池热管理设计,从9个主题32技术点进行讲解：热管理开发流程和目标、热管理方式和必要性、风冷空调选型、风扇的设计和选型、风道设计、液冷冷水机组选型、液冷板的设计和选型、管路的设计和选型、冷却系统策略设计。

课程学员评价：

   

1.感谢学员们对LEVEL水平线的支持，大家对课程有什么建议也可以给我留言。感谢大家。

   

   

课程学习重点：

   

1学习软件SCDM,

2运用学习的scdm技能，简化电池包

3学习软件starccm+，建议版本Simcenter STAR-CCM+ 2021.3 (16.06.008-R8)，这点大家可能要付出比较多的精力，本课程的重点主要面对工程，不是软件教程，所以推荐大家网上找一些starccm软件学习资料，尽快上手，我这边也在准备相关starccm资料方便大家学习。

4学习电池的基础知识，包括电芯的基本参数学习，温度对电芯影响。

5学习课程基础知识，传热学  和流体力学。不需要深入了解课程。只需要学习基础的知识即可，两本课程免费资料也正在准备中。

1 课程资料：20大课程资料包

     

课程目录：

 

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储能热管理形式多样，风冷系统散热效率低、温差控制较差且占地面积大，适用范围相对有限。随着储能项目单体规模与能量密度的不断提升，风冷系统在散热效率上的短板将逐渐显现。液冷系统散热能力强且全生命周期成本较低，有望成为未来发展趋势。由于冷却液的换热 系数与比热容更高且不受海拔和气压等因素影响， 液冷系统拥有比风冷系统更强的散热能力， 更加适应储能项目大规模、高能量密度的发展趋势。综上，液冷有望逐步替代风冷成为主流的储能温控形式。

         

l电池柜基础信息

本文研究电池机柜由8个电池PACK串联组成，电池簇采用液冷方式冷却，成组方式为1P416S，电池包采用1P52s串并联，主要包括：上下箱体，液冷板，导热垫、隔热护板、绝缘板、模组等结构，由4个模组成，每个模组由13个320Ah方形电芯组成，电芯发热量充电16.29W，放电14.08W。液冷板采用冲压加钎焊的加工工艺，流道定义的自由度较高。液冷热管理系统由液冷板、液冷机组、液冷管路、高低压线束和冷却液组成。

l冷却策略

液冷机组具备制冷、制热以及除湿功能，液冷机组热管理系统的策略和工作模式紧密相关。文中，Tmax指电池监测点NTC最高温度；Tmin指电池监测点NTC最低温度。

当 Tmax≥32 ℃时，液冷机组进入制冷模式，压缩机开启，高温高压的制冷剂从压缩机中排出，进入冷凝器冷凝，放热降温后，通过膨胀阀进行节流降压，然后进入蒸发器，并与冷却液进行换热，制冷剂在蒸发器中吸热蒸发后流回压缩机吸气口，完成一个制冷循环。此时，水路中的水泵开启，PTC加热器不开启，冷却液在板式蒸发器中冷却后进入电池包液冷板，对电池进行冷却，将热量带出，从而达到冷却电池的目的.当 Tmax≤27 ℃时，停止制冷模式。

         

l仿真前处理

通过分析数模的结构组成及各部件的作用以评估各部分对热系统的影响，进而决定对部件的保留、简化、还是舍弃。模型简化的原则，在尽可能仿真精度的情况下，通过简化减少网格的数量同时提高网格质量，提高计算效率。

流场模型前处理：在处理几何模型时，应保留所有管道的内径和液冷板内流道尺寸不变，对管路弯曲、管道变径、局部弯头等细节特征保留，水管要做到不扭曲，弯角过度平滑，同时保证简化后接头装配良好，对管路、接头、冷板的外部可进行适度的简化以减少网格量。       

模组箱体前处理：模型中的线束、挂耳、螺丝螺套、铜排、bms管理部件等对热管理系统影响较小，可舍弃；对于热管理系统影响较大的零件几何特征可以适当简化，如倒角结构、结构对齐等。简化完成后，检查整个模型是否有干涉和其他问题，如有问题，可用ANSYS-SCDM软件对其进行修复，如无问题，可利用SCDM对模型进行流体域的抽取。

l电池包仿真分析

单个电池包压力5.18KPA,由于空间限制，直角转接导致系统主要压损在进出口地方。流道中间截面的流速1m/s不到，对于冷却系统来说，流速可以进一步提高，提高换热能力。

工况：常温充放电循环，0.5C充电+0.5C放电+静置20min+0.5C充电+0.5C放电，液冷策略32开，27关，进口目标温度20℃，流量5L/MIN，

整个充放电过程中，系统最高温34.4℃，最大温差3.5℃。NTC在2715s最高温达到32℃，空调系统开始工作，开启水泵和制冷，进口目标温度20℃，流量5L/MIN,充放电过程中，冷却系统出口温度大概在22.5℃，进口温度维持在20℃。

冷却系统采用两并然后串联的设计，由于流道串联特性决定，进口到出口温度渐渐升高，A模型的温度明显低于B模组，特别在B模组出口附件，温度最高。导电排的温度和模组上表面的温度趋势接近。

优化思路：单个电池包最大温差3.5℃，一般我们设计要求在3℃内，如何优化温差尼？增加高温区域散热量，降低低温区域散热量。增加散热能力措施：增加流速，增加面积，降低温度，降低低温区域散热量方法则和上诉相反。

增加流速：优化流道增加高温区域流量

增加面积：在高温区域增加流道面积

降低温度：温度和前面两个措施相关，通过改变流速和面积，使得在低温区域换热减少，在高温区域

l管路均匀性分析

   进口流量50L/min，冷却液采用50%冷却液，系统压降19.5Kpa，分别监测8个不同电池包的流量，额定流量为89.5g/s，最大99.3g/s，偏差+11.17%，最小为82.3g/s，偏差-7.81%，整个系统流量最大偏差19%，一般设计要求最大偏差控制在10%以内，流量均匀性优化空间较大。

	流量g/s	偏差%
截面1	99.3	11.17
截面2	94.2	5.50
截面3	90.8	1.73
截面4	87.7	-1.73
截面5	85.8	-3.92
截面6	84.8	-5.02
截面7	84.1	-5.87
截面8	82.3	-7.81

l电池簇仿真分析

液冷集装箱储能系统在环境温度为 25 ℃的情况下进行充电0.5C放电+静置30min+0.5C+静置30min循序2次仿真，冷却系统进口目标温度20℃，流量40L/MIN，在整个充电过程中，监测各电池包的温度变化情况，电池监测点最高温34.5℃，其最大温升小于 10 ℃，最大温差4.9℃。

 

通过仿真验证表明，储能系统温度一致性较好，但仍有优化空间，温升符合要求，液冷集装箱系统减少了内部风道的设计，采用外维护系统，不用设置内部走廊空间，采用大电池包设计，最大限度地提高了能量密度。