电池的热管理与设计采用数值仿真加速电池开发(5)

蓄电池 热管理分析

图8 由16 个电池单体组成的电池模块的计算流体动力学仿真结果

尽管计算流体动力学可以给出电池热量管理系统详细的热分布信息，但是要对不同驾驶循环时的瞬态过程仿真颇费时间。利用模型降阶技术可以从计算流体动力学结果中提取出一个Foster 网络模型。Foster 网络模型可给出与完整计算流体动力学模型相同的结果，但是与完整计算流体动力学模型相比仿真速度要快得多。对于图7 和图8 所示模型，在单CPU 计算机上采用完整计算流体动力学模型需两个小时才能仿真一个驾驶循环。但是，采用提取的Foster 网络模型可以将仿真时间压缩超过两个数量级，达到20 秒钟左右。并且，Foster 网络模型可以给出与原始完整计算流体动力学模型相同的结果。图9 显示的是这两个结果的对比。ANSYS Simplorer 将计算流体动力学结果作为输入量，自动完成模型的降阶处理。这一模型降阶技术为之前不实用的仿真技术的实用化打开了一扇门，像电池组热控制系统分析就可由此受益。

图9 完整计算流体动力学模型与Foster网络模型计算结果对比