在全球能源結(jié)構(gòu)加速轉(zhuǎn)型的大背景下，新能源汽車產(chǎn)業(yè)異軍突起，成為可持續(xù)發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力。而作為新能源汽車 “心臟” 的電池系統(tǒng)，其熱管理技術(shù)的優(yōu)劣，直接決定了車輛的安全性、續(xù)航里程和使用壽命。電池在充放電過程中會(huì)產(chǎn)生大量焦耳熱，若熱量無法及時(shí)散發(fā)，電池溫度持續(xù)攀升，不僅會(huì)導(dǎo)致電池性能衰減、容量降低，還可能引發(fā)熱失控，造成嚴(yán)重的安全事故。因此，高效精準(zhǔn)的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，已成為新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心技術(shù)瓶頸之一。

積鼎自主研發(fā)的 VirtualFlow計(jì)算流體力學(xué)軟件，憑借其先進(jìn)的技術(shù)架構(gòu)和卓越的計(jì)算性能，為電池?zé)峁芾眍I(lǐng)域帶來了創(chuàng)新的解決方案，為我國新能源產(chǎn)業(yè)的自主可控發(fā)展提供了有力支撐。

在數(shù)值計(jì)算層面，VirtualFlow 針對電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)建立了全面且精準(zhǔn)的計(jì)算模型。計(jì)算域精細(xì)涵蓋了從電芯、母排、正負(fù)極等核心部件，到導(dǎo)熱膠、電池包外殼等輔助結(jié)構(gòu)的固體區(qū)域，以及負(fù)責(zé)熱量傳遞的液體冷卻通道流體域。

在網(wǎng)格劃分這一關(guān)鍵環(huán)節(jié)，VirtualFlow 采用先進(jìn)的笛卡爾網(wǎng)格技術(shù)，通過簡單設(shè)定流體域尺寸和加密區(qū)域，即可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格的自動(dòng)化生成，極大地提高了建模效率。與Fluent 軟件使用 FluentMeshing 劃分多面體網(wǎng)格的方式相比，VirtualFlow 不僅操作更為簡便，而且創(chuàng)新性地運(yùn)用 IST 網(wǎng)格技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了流體域與固體域共用同一套網(wǎng)格，顯著提升了共軛換熱問題的求解精度，有效避免了因網(wǎng)格不匹配導(dǎo)致的計(jì)算誤差。

計(jì)算設(shè)置過程中，VirtualFlow 基于對電池?zé)峁芾砦锢磉^程的深入理解，選用標(biāo)準(zhǔn)的 k-epsilon 湍流模型，并以水作為冷卻介質(zhì)，確保模型能夠準(zhǔn)確模擬實(shí)際工況。同時(shí)，針對不同固體材料，如導(dǎo)熱膠、冷板、母排等，精確輸入其密度、比熱容、導(dǎo)熱系數(shù)等關(guān)鍵屬性參數(shù)，使得計(jì)算模型更加貼合真實(shí)物理特性。此外，VirtualFlow還可以通過UDF接口實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇、冷板等多種電池?zé)峁芾硭璨考暮喕斎?，將熱管理散熱部件簡化為特定物理模型，提高電池?zé)峁芾?a target="_blank">仿真效率。

對比 VirtualFlow 與 Fluent 的計(jì)算結(jié)果，二者展現(xiàn)出高度的一致性。

模組內(nèi)部溫度云圖（為了網(wǎng)格的設(shè)置，VirtualFlow對進(jìn)出口管壁進(jìn)行了加厚）

模組中截面溫度云圖

冷板內(nèi)部流體域溫度云圖

與 Fluent 相比，VirtualFlow 在電池?zé)峁芾響?yīng)用中具有顯著優(yōu)勢：

1. 網(wǎng)格技術(shù)優(yōu)勢：VirtualFlow 能夠快速生成高質(zhì)量網(wǎng)格，大幅縮短建模周期。IST 網(wǎng)格技術(shù)的應(yīng)用，在簡化網(wǎng)格劃分流程的同時(shí)，顯著提升了共軛換熱計(jì)算精度，確保對電池?zé)峁芾碇袕?fù)雜傳熱傳質(zhì)過程的準(zhǔn)確模擬。

2. 硬件適配性強(qiáng)：其前處理過程對硬件性能要求較低，普通辦公筆記本或臺(tái)式機(jī)即可處理一億以上網(wǎng)格的復(fù)雜算例，有效降低了企業(yè)的仿真計(jì)算成本，提高了軟件的普及性和易用性。

3. 模型驗(yàn)證與通用性：VirtualFlow 的湍流模型、多相流以及相變模型經(jīng)過上百個(gè)實(shí)際場景的嚴(yán)格驗(yàn)證，求解精度與國際一流軟件相當(dāng)，能夠滿足電池?zé)峁芾眍I(lǐng)域各種復(fù)雜工況下的單相流、多相流仿真需求，為不同類型電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供了有力工具。

4. 定制化開發(fā)能力：作為擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)軟件，VirtualFlow 具備強(qiáng)大的定制化開發(fā)能力?？筛鶕?jù)企業(yè)的特定需求，進(jìn)行深度二次開發(fā)，實(shí)現(xiàn)軟件與企業(yè)業(yè)務(wù)流程的無縫對接，提供個(gè)性化、專業(yè)化的電池?zé)峁芾斫鉀Q方案。

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審核編輯 黃宇