Managementul termic-Despre proiectarea schemei de răcire a plăcii omogene

Fundal:

Metodele de răcire ale modulelor existente sunt în principal răcirea cu apă și răcirea cu aer; printre acestea, răcirea cu aer ocupă un volum mare, în timp ce efectul de răcire nu este ideal; unul dintre motivele principale este că coeficientul de transfer de căldură convectiv pe suprafața bateriei este scăzut, iar zona de schimb de căldură este limitată de suprafața celulei, pentru a permite aerului să ia căldura bateriei în timp, diferența de temperatură dintre celulă și aer trebuie să fie suficient de mare, ceea ce face ca temperatura celulei să fie mai ridicată și reduce durata de viață a celulei. Autodescărcarea este destul de nefavorabilă; prin urmare, am decis să dezvoltăm o nouă structură de disipare a căldurii răcită cu aer folosind principiul tehnic al plăcii de temperatură uniformă. Acest tip de structură de disipare a căldurii maximizează utilizarea structurii modulelor existente și a volumului acumulatorului și, în același timp, îmbunătățește efectul de disipare a căldurii al celulei și reduce temperatura celulei de la nivelul celui existent răcit cu aer. modul la un nivel inferior.

Scurtă introducere în principiul și caracteristicile plăcii de egalizare a temperaturii:

Camera de vapori este o placă înconjurată de două plăci de cupru cu o cavitate în interior; peretele interior al cavitatii are o structura capilara si stalpi de cupru de sustinere. În același timp, cavitatea este evacuată și umplută cu o anumită cantitate de fluid de lucru. Zona utilizează schimbarea de fază a fluidului de lucru de la lichid la gaz pentru a absorbi căldură, iar după ce a fost condensată pentru a elibera căldură la capătul de condensare, faza se schimbă din nou, de la gaz la lichid, apoi revine în zona de evaporare prin capilar. forța structurii capilare. Principiul este practic același cu conducta de căldură. Avantajul este că temperatura de pe suprafața întregii plăci de egalizare a temperaturii este foarte uniformă, iar sursa de căldură cu o suprafață mică și o densitate mare a fluxului de căldură poate fi extinsă sub deghizare, reducând densitatea fluxului de căldură și apoi răcind-o.

O introducere:

Luând în considerare diferitele dimensiuni și constrângerile de spațiu ale modulelor, am proiectat două scheme diferite de răcire pentru placa de temperatură uniformă: proiectul 1 al schemei de răcire a plăcii de temperatură uniformă.

Fiecare două celule (6Ah) din modul împart o placă de egalizare a temperaturii, iar suprafața dublă superioară a plăcii de egalizare este sudată cu radiator. Radiatorul de căldură are un canal de aer dedicat și este răcit cu aer de 25℃. Dimensiunea plăcii de egalizare a temperaturii este de 60*160, iar grosimea este de 5 mm (sau mai subțire) pentru a utiliza pe deplin lățimea conductei de aer existente între celule.

Dacă se presupune că un modul are 18 baterii, un total de 0,39KWh energie electrică (consultați proiectele JH și gw). Structura de proiectare este prezentată în figura de mai jos:

Câmp de curgere și simulare termică:

Pentru a verifica capacitatea de disipare a căldurii a radiatorului, este necesar să se simuleze capacitatea de disipare a căldurii a radiatorului. Utilizați software-ul flotherm 9.3 pentru simulare.

Condiții la limită de simulare:

1. Presupunând că viteza de admisie a aerului este de 2 m/s, poziția de admisie este de 100 mm în fața radiatorului, iar ieșirea este la 50 mm în spatele radiatorului; volumul total de aer al unui modul este de 0,93 m³/min (32,78 CFM)

2. În simularea în stare de echilibru, puterea termică a suprafeței inferioare a radiatorului este de 3,5 W; această putere este puterea de încălzire a celulei de 6Ah la o descărcare de 5C, iar descărcarea de 5C este calculată în funcție de condițiile de lucru ale clientului'.

3. Conducta de aer nu scurge aer, tot aerul care intră din admisie curge prin radiator și apoi iese din ieșire, presiunea de ieșire este 0

4. Indiferent de transferul radiativ de căldură, peretele domeniului soluției este stabilit ca un perete adiabatic.

Condiții inițiale de simulare:

1. Aerul admis este aerul din cabină, presupunând o constantă de 25℃

2. Temperatura inițială a radiatorului este de 25°C (simulare în stare staționară)

Setări model:

Materialul radiatorului este Al 6061

Suprafața inferioară a radiatorului este încălzită cu putere constantă, 3,5W

Modelul câmpului de curgere este turbulent.