[发明专利]一种通用锂离子动力电池包有限元仿真建模与设置方法

说明书

本发明涉及一种通用锂离子动力电池包有限元仿真建模与设置方法，步骤1，使用MATLAB/GUI搭建电池包的特征参数设置界面，用户输入参数；步骤2，MATLAB根据输入的参数生成脚本文件；步骤3，生成电池包的几何；步骤4，划分电池包的网格；步骤5，设置电池模型并保存Fluent工程文件；至此电池包有限元建模建立完成。本发明，基于MATLAB/GUI和Ansys脚本，能够建立典型锂离子动力电池包有限元模型并施加载荷，能通过用户界面设置电池尺寸、结构、电池连接方式和散热排布方式等参数，能自动调用ANSYS完成结构建模、网格划分等前处理步骤，能在ANSYS/Fluent中为电池加入载荷，建立锂离子动力电池包的有限元模型，大大缩短仿真建模周期。

技术领域

本发明涉及电池单体有限元仿真的快速建立方法，具体说是一种通用锂离子动力电池包有限元仿真建模与设置方法。尤指根据用户需求利用MATLAB的图形用户界面(Graphical User Interface，GUI)产生ANSYS的脚本文件，从而自动生成电池包的几何结构、划分网格并设置电池模型。

背景技术

锂离子动力包的热场分布影响电池使用的安全和寿命，为得到优化的电池包设计需要对锂离子动力电池包进行流场和热场的仿真。由于锂离子动力电池包由许多电池串并联组成，连接方式、散热方式和排布方法等都需要精选仿真优化，在电池包仿真时需要投入大量的精力在电池的建模和网格划分等前处理步骤上。

ANSYS是通用的有限元仿真软件，有自己的脚本语言并支持2次开发，Fluent集成了电池模型，但是当电池包内电池很多时，设置非常繁琐。

MATLAB是一款功能非常强大的数学计算软件，并有成熟的界面开发工具GUI。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种通用锂离子动力电池包有限元仿真建模与设置方法，基于MATLAB/GUI和Ansys脚本开发一种能够建立典型锂离子动力电池包有限元模型并施加载荷的方法。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种通用锂离子动力电池包有限元仿真建模与设置方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，使用MATLAB/GUI搭建电池包的特征参数设置界面，用户通过该界面输入电池包的参数；

步骤2，MATLAB根据步骤1中输入的参数，分别生成以下脚本文件：

对应ANSYS/Geometry模块的脚本文件；

对应ANSYS/Meshing模块的脚本文件；

对应ANSYS/Fluent模块的脚本文件；

步骤3，MATLAB调用ANSYS/Geometry模块，读取对应ANSYS/Geometry模块的脚本文件，生成电池包的几何；

步骤4，MATLAB调用ANSYS/Meshing模块，读取对应ANSYS/Meshing模块的脚本文件，划分电池包的网格；

步骤5，MATLAB调用ANSYS/Fluent模块，读取对应ANSYS/Fluent模块的脚本文件，设置电池模型并保存Fluent工程文件；

至此电池包有限元建模建立完成。

在上述技术方案的基础上，所述特征参数设置界面包括：

电池包可变参数标注区，

参数设置区，

可设置的参数主要包括：电池单体尺寸和结构、电池数量、电池串并联数量、电池包冷却方式，冷却系统参数和网格划分参数。