幻灯片 1

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红陈
4 years ago
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1 電池模組點選直播教學

2 電池模組熱流分析 -BENCHMARK 軟體使用模組 : 6SigmaET + Parallel 模組執行者 : 信甫科技研發團隊

3 重點整理原由 : 電池模組在 2400 秒的放電過程, 由於無法掌控單一 CELL 隨時間變化的發熱瓦數, 故期待由實驗數據之單一 Cell 隨時間與溫度的變化關係找出時間與瓦數的相對關係, 再進階去模擬分析整理電池模組的熱分布情況分析重點 : 1. 由於實驗已經得知單一 Cell 隨時間與溫度的變化關係, 故在 6SIgmaET 中針對單一 CELL 去設定 Time&Temp 當作發熱源, 並藉由軟體的反推導功能去計算出 Time&W 的關係式 2. 如 1, 找出單一 CELL 之放電過程中的 Time&W 的關係式後, 再做一次 6SimaET 的模擬分析, 確認模擬的時間與溫場輸出結果與實驗一致 3. 將 2 的結果進階做整個電池模組分析, 並利用學術界常用的 FLUENT 軟體設定與 6SigmaET 相同參數做計算比較 ( 注意 :Fluent 或仿間的各類 CFD 軟體, 都沒有輸入溫度反推瓦數的功能, 也就是無上述 1 功能 ) 4. 當確認兩套不同 CFD 軟體的分析結果一致後, 進階確認電池組的時間與溫場結果是否跟實驗一致 5.6SigmaET 於此案中之優勢整理 6. 已確定整個電池模組在 6SigmaET 與 Fluent 及實驗的比較都一致後 ; 進階對電池模組做熱對策, 也就是找出更好的散熱機制 ( 略 )

4 重點 1 由於實驗已經得知單一 Cell 隨時間與溫度的變化關係, 故在 6SIgmaET 中針對單一 CELL 去設定 Time&Temp 當作發熱源, 並藉由軟體的反推導功能去計算出 Time&W 的關係式 Input Time-Temp Output Time-W 推導計算僅需 8 分鐘, 即可完成 2400sec 的各時間隨 W 的關係式

5 重點 1 由於實驗已經得知單一 Cell 隨時間與溫度的變化關係, 故在 6SIgmaET 中針對單一 CELL 去設定 Time&Temp 當作發熱源, 並藉由軟體的反推導功能去計算出 Time&W 的關係式

6 重點 2 2. 如 1, 找出單一 CELL 之放電過程中的 Time&W 的關係式後, 再做一次 6SimaET 的模擬分析, 確認模擬的時間與溫場輸出結果與實驗一致 Input Time-W Output Time-Temp

7 重點 2 2. 如 1, 找出單一 CELL 之放電過程中的 Time&W 的關係式後, 再做一次 6SimaET 的模擬分析, 確認模擬的時間與溫場輸出結果與實驗一致

8 重點 1&2 表格整理 (1/2) 實驗測得鋰電池放電的溫度結果設計方案 1 =Version1_ Sensor Temp 設計方案 2 =Version2_ Sensor Temp (E-B) 兩者差異 (H-B) 兩者差異 Time Temp Time CELL Input = TEMP Sensor Output Temperature1 Time CELL Input = Power Sensor Output Temperature2 sensor1- 實驗結果 sensor2- 實驗結果 E E

9 重點 1&2 表格整理 (2/2) 實驗測得鋰電池放電的溫度結果設計方案 1 =Version1_ Sensor Temp 設計方案 2 =Version2_ Sensor Temp (E-B) 兩者差異 (H-B) 兩者差異 Time Temp Time CELL Input = TEMP Sensor Output Temperature1 Time CELL Input = Power Sensor Output Temperature2 sensor1- 實驗結果 sensor2- 實驗結果

10 重點 3 3. 將 2 的結果進階做整個電池模組分析, 並利用學術界常用的 FLUENT 軟體設定與 6SigmaET 相同參數做計算比較 ( 注意 :Fluent 或仿間的各類 CFD 軟體, 都沒有輸入溫度反推瓦數的功能, 也就是無上述 1 功能

11 6SIgmaET in 600s 最高溫 : C Mesh amount = cells Time step size = 10s Computing time = 3 Hr 36 min for 1950s transient time

12 6SIgmaET in 1200s 最高溫 : 54.68C Mesh amount = cells Time step size = 10s Computing time = 3 Hr 36 min for 1950s transient time

13 6SIgmaET in 1800s 最高溫 : 68.57C Mesh amount = cells Time step size = 10s Computing time = 3 Hr 36 min for 1950s transient time

14 6SIgmaET in 2400s 最高溫 : 81.95C Mesh amount = cells Time step size = 10s Computing time = 3 Hr 36 min for 1950s transient time

15 6SIgmaET 計算時間電腦等級 : 4 核心,i5-2300, 8G 計算時間 : 3 小時 36 分!!!

16 後處理動畫點選動畫

17 Results in ANSYS Fluent 13.0 Time = 600s 資料來源 : 中央大學 Mesh amount = cells Time step size = 10s Computing time = 4days 13hr 24min for 1950s transient time

18 Results in ANSYS Fluent 13.0 Time = 1200s 資料來源 : 中央大學 Mesh amount = cells Time step size = 10s Computing time = 4days 13hr 24min for 1950s transient time

19 Results in ANSYS Fluent 13.0 Time = 1800s 資料來源 : 中央大學 Mesh amount = cells Time step size = 10s Computing time = 4days 13hr 24min for 1950s transient time

20 Comparison between ANSYS Fluent and 6SigmaET 80 Temperature, C Battery at ANSYS Fluent Chip at ANSYS Fluent Battery at 6SigmaET Chip at 6SigmaET Time, s

21 重點 4: 實驗與模擬比較 4. 當確認兩套不同 CFD 軟體的分析結果一致後, 進階確認電池組的時間與溫場結果是否跟實驗一致註解時間實驗 6SigmaET Fluent 600sec sec sec sec Fluent 雖然可以分析跟 6SigmaET( 或實驗 ) 相同之結果, 但重點是如何由實驗的溫度推導瓦數? 也就是如果僅使用 Fluent 無法得知電池放電過程中之時間與瓦數的關係 ; 另外,6SgmaET 僅需要約 Fluent 的 1/20 時間即可達到全相同的分析答案

22 重點 5:6SIgmaET 優勢整理可輸入 CELL 之時間與溫度關係反推導 CELL 之時間與發熱瓦數關係 ( 如 P4~P9) 可單一對一個 CELL 做網格的鋪設, 並一秒鐘將網格的特性貼附到數千顆 CELL 上 ; 且整體千萬網格僅需數秒內完成 (P23) 無論單一 CELL 還是整體電池組, 模擬結果與實驗幾乎一致 ( 如 P21) 準確計算外, 超速的計算時間更是 6SIgmaET 的優勢 (P4,P15) 除輸入 CELL 的發熱溫度與發熱瓦數外,6SIgmaET 更可以輸入導線上的電流與電壓分析暫態焦耳熱的問題 (P24) 點選更多優勢

23 一秒鐘完成網格控制

24 導線上輸入電壓電流點選 YouTube 操作連結

Siemens NX ESC Introduction

Siemens NX ESC Introduction 網通產品熱流分析 -BENCHMARK 報告人 :SHEAF 技術團隊聯繫方式 : Email: fuzzy@sheaf.com.tw Phone: 02-29283088 1 網通產品設計 Case 1 方案比較網通產品設計方案比較實驗值模擬值誤差 Ref. 47 C U19 94.6 94.46-0.15% U22 97.6 97.51-0.09% U29 89.7 87.90-2.05%