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冷媒直冷热仿真
能仿真什么
难点分析
直冷仿真分析一直是CFD行业中的未解决的重点和难点问题,对于目前的动力电池直冷方案的应用而言,直冷仿真一直是未曾涉及的一部分重难点内容。因无法通过仿真分析,很多方案必须通过实验和经验积累才能正常进行研发,导致很多直冷项目问题频出,进展缓慢、费用消耗严重等;沧海飞尘团队推出的直冷仿真课程能够有效精确的模拟制冷剂的相变蒸发过程,精确模拟直冷板的换热量,实现直冷仿真的真正落地和使用。仿真精度和速度与常规的液冷仿真基本无异。
适用方向
本课程适用于电池行业从业者、高校学术研究人员、技术研究人员等,能接触到电池热管理相关行业的朋友;
需要的知识基础
懂得starccm的基础操作,懂部分空调知识;当然不懂也没事,我们可以提供答疑和知识培训;
适用的方向
适用于动力电池、新能源汽车、储能等
适用于哪些行业
课程适用于高校研究生、研究院、或者企业工程师、热管理行业从业者等;
例:
直冷仿真模型已经能够完整的分析制冷剂的蒸发沸腾过程,体现蒸发过程的干度、过热度、蒸发温度、蒸发压力、焓差等参数,能够模拟PID控制逻辑,实现与整车同步的仿真控制能力。可以用来指导直冷板的方案设计,优化直冷系统温差等。
沸腾温度
如上图,制冷剂在进口位置沸腾温度较高,主要是因为在控制出口压力的同时,进口压力会叠加压降,导致进口位置压力高,对应的沸腾温度自然也高些,随着制冷剂的逐渐蒸发,制冷剂逐渐转化成气态,并随着气态制冷剂的逐渐增加,气态制冷剂出现过热状态。由于气态制冷剂的热容小,无法吸收过热热量,因此气态制冷剂很容易出现过热,所以在制冷板的出口位置上体现出更多的是制冷剂的高温。这也是制冷剂在出口体现出过热的一直表现。
冷板温度
冷板两侧温度过高,原因是我们讲过的出口侧气态制冷剂过热,无法吸收过多的热量,造成冷板局部温度高;也可以通过这里理解冷板作为均温板的同时,为何换要控制冷板板面上的温差。冷板的流道设计决定了60%-70%的板面温差,剩余的则由系统热负载以及工况等决定。
在考虑直冷板自身温差之外,必须更多的关注直冷系统的原因。一旦制冷剂出现过热状态,则制冷剂的冷却能力急剧下降。因此直冷系统要求控制出口过热度。以往,这部分工作只能通过繁琐的实验手段反复进行标定测试,以实现最佳的COP值以及电池系统的状态。
目前完全可以通过仿真手段,可以快速的确认系统在特定工况中,使用的制冷剂的流量、干度等数据,为系统的设计和标定等工作提供关键数据,减少实验的投入。
如上图中,通过监测冷板不同位置的温度,可以确认制冷剂在不同位置上的蒸发温度/实际温度,从数据曲线中,全程区域平稳的基本都是制冷剂的蒸发温度,后续逐渐温度上升的都是处于冷板出口位置,监测的温度已经是带有过热状态的气体温度,可以很好体现直冷板在运行过程中直冷系统的稳定能力,当所有曲线均区域稳定并接近蒸发温度时,则系统的冷却能力充足,完全能够冷却电池。图中,300s以后,监测的制冷剂温度逐渐升高,这部分已经代表了系统热负荷高于制冷剂的冷却能力。系统的温差逐渐开始增加,此时,可以通过调节制冷剂的流量和干度等,增加系统的直冷能力。也可以在仿真模型中搭建出口过热度与制冷剂流量等的控制模型,通过控制模型的不断优化,最终将制冷剂的出口过热度控制在要求范围内。
如上图中,直冷板出口过热度开始出现明显增加,后续过热度逐渐呈现增加趋势。控制模型的建立,可以依赖于出口过热度,以出口过热度作为阈值,调配流量;其次,在过热度作为阈值的基础上,还可以增加电池最高温度作为第二阈值,当电池最高温度达到某一值时,过热度是否触发都会触发温度阈值,进行流量等调配。这是可以在仿真中轻松实现的方法,通过在仿真中建立多目标的优化的方法,实现对系统最佳的控制策略优化,有利于指导整车能量流的优化,实现整车的最佳COP值;
以客户实际产品或项目为例,交付分析结果并培训软件操作与工程分析方法。
分析及课件制作:依项目及模型、工况难易复杂程度此项时间不定。
培训课时:通常2-3天(根据客户要求进行调整)。
培训形式:企业定制培训(线上/线下)。
费用支付及发票:签订培训合同后于培训前支付预付款,培训后支付尾款,含6%增值税。
第一部分 | 授课内容 |
第一节 | 几何模型前处理 |
第二节 | starccm模型前处理 |
第三节 | 直冷仿真模型搭建 |
1.物理模型定义 2.直冷仿真关键词介绍 3.直冷仿真相关计算公式简介 4.网格划分注意点 5.边界条件拆解及仿真输入参数解析 6.仿真相关报告建立 7.仿真工况搭建 | |
第四节 | 仿真工况结果讲解 |
第五节 | 直冷仿真常用的三种方法 |
第六节 | Amesim直冷仿真模型搭建 |
第二部分 | 授课内容 |
第七节 | 高温行车一维&三维耦合仿真模型搭建、仿真结果解析以及实验对标分析 |
1.高温行车一维模型搭建; 2.耦合仿真模型拾建及调试; 3.仿真结果解析; 4.实验数据分析以及对标分析; | |
第八节 | 高温快充一维&三维耦合仿真模型搭建、仿真结果解析以及实验对标分析 |
1.高温快充一维模型搭建,快充模型取值方法讲解;2.耦合仿真模型搭建及调试; 3.仿真结果解析; 4.实验数据分析以及对标分析; | |
第九节 | 高温快充+静置+高速行车一维&三维耦合仿真模型搭建、仿真结果解析以及实验对标分析 |
1.常温快充一维模型搭建,快充模型取值方法讲解;2.耦合仿真模型搭建及调试; 3.仿真结果解析; 4.实验数据分析以及对标分析; | |
第十节 | 常温快充+静置+高速行车一维&三维耦合仿真模型搭建、仿真结果解析以及买验对标分析 |
1.高温快充+静置一维模型搭建; 2.耦合仿真模型搭建及调试; 3.仿真结果解析; 4.实验数据分析以及对标分析; | |
第十一节 | 低温加热+低温快充+低温行车一维&三维耦合仿真模型搭建、仿真结果解析以及实验对标分析 |
1.低温加热+低温快充+低温行车一维模型搭建;2.耦合仿真模型搭建及调试; 3.仿真结果解析; 4.实验数分析以及对标分析; |
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