[发明专利]评估电池内部温度的耦合分析方法

说明书

本发明公开了一种评估电池内部温度的耦合分析方法，包括以下步骤：S1.建立整车流场模型和整车外流场；S2.整车流场模型求解：S3.关重零部件ANSA网格重构；S4.关重零部件Taitherm模型设置；S5：STAR‑CCM+与Taitherm模型交互耦合；S6：搭建电池包及内部结构固体传热模型；S7：电池包及内部结构固体传热模型温度场计算；S8：后处理查看各工况电池包的内部温度。本发明在保证计算精度的同时提高了计算效率。

技术领域

本发明属于新能源汽车动力电池安全性能评估技术领域，具体涉及评估电池内部温度的耦合分析方法。

背景技术

随着国家的双积分政策落地，对传统燃油车的能耗和排放挑战越来越严峻，而纯电动车汽车在续航里程和充电设备基建上还存在不足，全盘推广和实用存在一定障碍，那么混动车型的研发在汽车发展历程中就显得尤为重要。在混动车型的开发特点即是发动机和动力电池可同时或者分别作为驱动源，常规地，动力电池布置在底盘上且与发动机排气管距离较近。而动力电池高效正常工作的温度区间较窄，大致在-20-60℃。通常地，混动车型搭载的动力电池包是内部设计有冷却回路，冷却方式可分为液冷冷却和直冷冷却，携带有内部冷却的动力电池包受外界环境影响很小。但基于低成本搭载自然风冷冷却的电池包受外界环境影响较大，因此在开发前期快速识别排气系统对动力电池内部温度影响，同时了解电池内部温度分布和温差情况就显得尤为重要。

一般地，评估整车零部件的温度情况可直接在Star ccm+软件中搭建整车流体域、排气管及关注零部件的固体域、排气管内部流动流体域模型，该方法存在网格总数太大，占用计算资源多，模型处理方式复杂，计算效率低、流体和固体直接采用Interface耦合方式容易发散等缺点，针对混动车型，整车零部件更加繁多且动力电池包内部结构布置复杂，不利于在整车开发前期快速锁定零部件超温问题。

因此，有必要开发一种新的评估电池内部温度的耦合分析方法及车辆。

发明内容

本发明的目的是提供一种评估电池内部温度的耦合分析方法，在保证计算精度的同时能提高计算效率。

本发明所述的一种评估电池内部温度的耦合分析方法，包括以下步骤：

S1.建立整车流场模型：

建立整车三维CAD模型，将整车三维CAD模型导入STAR-CCM+软件，在完成几何清理后，根据零部件名称进行划分并编号；建立整车流场模型，并对整车流场模型进行包面、面网格划分、体网格划分、边界条件设置；

S2.整车流场模型求解：

设置不同工况下的整车流场分析边界并计算；

S3.关重零部件ANSA网格重构：

从整车流场模型中导出关键零部件的面网格数据，并在ANSA软件中进行面网格重构，得到关重零部件的ANSA重构面网格模型；

S4.关重零部件Taitherm模型设置：

将关重零部件的ANSA重构面网格模型导入Taitherm软件中，在Taitherm软件中设置排气边界及各零部件厚度、材料属性，得到关重零部件Taitherm模型；

S5：STAR-CCM+与Taitherm模型交互耦合：

将步骤S2中各工况的计算结果分别与步骤S4的关重零部件Taitherm模型进行温度场的交互耦合，求解得到各零部件表面温度与对流换热系数；

S6：搭建电池包及内部结构固体传热模型：

建立电池包及内部CAD模型，将电池包及内部CAD模型导入STAR-CCM+软件，在完成进行几何清理、分组、命名、网格划分后，根据工况不同设置电芯发热功率，设置零部件固体材料及属性，得到电池包及内部结构固体传热模型；