Fluent电池仿真分析》电池热仿真》电池包仿真分析》电池热失控分析蓝图心算案例分享

Fluent 电池仿真在电池研发及热管理中发挥着至关重要的作用。本文蓝图心算带您进行电池仿真分析模拟；通过 Fluent 电池仿真，可以精确模拟电池内部的流场和温度场，为电池的设计和优化提供有力支持。

模拟电芯的温度变化，验证单体电池仿真模型的准确性，为确定最优散热方案提供依据。

NTGK 模型是一种准静态模型，主要用于模拟稳定的充放电过程，如 1C 充放电等。它需要提供不同倍率下的 DOD（Depth of Discharge，放电深度）与电压曲线。此模型适合系统的热管理计算使用，在对电池热量要求不精确的情况下较为适用。例如，在一些常规的电池应用场景中，当需要对电池组的整体热性能进行初步评估时，NTGK 模型可以快速提供一个大致的热分布情况，为后续的优化设计提供参考。
ECM 模型是一种动态模型，也被称为等效电路模型。它需要提供脉冲的充电数据，类似于 HPPC（Hybrid Pulse Power Characterization，混合脉冲功率特性测试）充放电数据。基于这些数据，ECM 模型可以模拟动态的电池充放电过程。在 BMS（Battery Management System，电池管理系统）算法以及整车急加速、急减速的模拟过程中，ECM 模型的计算更为精确，能够更准确地反映电池在动态工况下的性能变化。比如，在电动汽车急加速时，电池需要瞬间输出较大的电流，ECM 模型可以准确地模拟此时电池的电压变化和热效应，为 BMS 算法的优化提供重要依据。
当前，Fluent 电池仿真技术存在一些局限性。其中，极耳处理问题是一个较为突出的难题。正常极耳很薄，不到 1mm，且正负极极耳的大小都是根据过电流能力有比例关系，常见的是铜极耳是铝极耳的 0.75 倍关系，而且是很多极片层叠加而成。而在目前的仿真中，近似采用 1 层加厚处理，导致仿真结果与实际情况存在差异。为了解决这个问题，可以从以下几个方面进行改进。一是进一步优化算法，提高对极耳这种复杂结构的模拟精度。通过改进网格划分方法和数值计算方法，更加准确地模拟极耳处的电流和热传导过程。二是加强与实际测试数据的结合。通过对实际电池进行更详细的测试，获取更准确的极耳参数和性能数据，将这些数据应用到仿真中，提高仿真的准确性。三是开展多物理场耦合仿真。考虑电池内部的电化学、热学、力学等多个物理场的相互作用，全面分析极耳在不同工况下的性能变化，为极耳的优化设计提供更深入的指导。》蓝图心算提供电池仿真分析专业解决方案；