Gestione termica-Sulla progettazione dello schema di raffreddamento della piastra omogenea
Sfondo:
I metodi di raffreddamento dei moduli esistenti sono principalmente il raffreddamento ad acqua e il raffreddamento ad aria; tra questi, il raffreddamento ad aria occupa un grande volume mentre l'effetto di raffreddamento non è l'ideale; uno dei motivi principali è che il coefficiente di scambio termico convettivo sulla superficie della batteria è basso e l'area di scambio termico è limitata dalla superficie della cella, per consentire all'aria di sottrarre il calore della batteria nel tempo, il la differenza di temperatura tra la cella e l'aria deve essere abbastanza grande, il che aumenta la temperatura della cella e riduce la vita della cella. L'autoscarica è abbastanza sfavorevole; pertanto, abbiamo deciso di sviluppare una nuova struttura di dissipazione del calore raffreddata ad aria utilizzando il principio tecnico della piastra a temperatura uniforme. Questo tipo di struttura di dissipazione del calore massimizza l'uso della struttura del modulo esistente e il volume del pacco batteria e allo stesso tempo migliora l'effetto di dissipazione del calore della cella e riduce la temperatura della cella dal livello dell'esistente raffreddato ad aria modulo ad un livello inferiore.
Breve introduzione al principio e alle caratteristiche della piastra di equalizzazione della temperatura:
La camera di vapore è una lastra circondata da due lastre di rame con una cavità all'interno; la parete interna della cavità ha una struttura capillare e pilastri di sostegno in rame. Allo stesso tempo, la cavità viene evacuata e riempita con una certa quantità di fluido di lavoro. La zona utilizza il cambiamento di fase del fluido di lavoro da liquido a gas per assorbire calore, e dopo essere stato condensato per rilasciare calore all'estremità di condensazione, la fase cambia di nuovo, da gas a liquido, e poi ritorna nella zona di evaporazione dal capillare forza della struttura capillare. Il principio è sostanzialmente lo stesso del tubo di calore. Il vantaggio è che la temperatura sulla superficie dell'intera piastra di equalizzazione della temperatura è molto uniforme e la fonte di calore con una piccola area e un'elevata densità di flusso di calore può essere espansa sotto mentite spoglie, riducendo la densità di flusso di calore e quindi raffreddandola.
Un introduzione:
Tenendo conto delle diverse dimensioni e dei vincoli di spazio dei moduli, abbiamo progettato due diversi schemi di raffreddamento per la piastra a temperatura uniforme: disegno 1 dello schema di raffreddamento a piastra a temperatura uniforme.
Ogni due celle (6Ah) nel modulo condividono una piastra di equalizzazione della temperatura e la doppia superficie superiore della piastra di equalizzazione è saldata con un dissipatore di calore. Il dissipatore di calore ha un condotto dell'aria dedicato ed è raffreddato da 25℃ d'aria. La dimensione della piastra di equalizzazione della temperatura è 60*160 e lo spessore è 5 mm (o più sottile) per sfruttare appieno la larghezza del condotto dell'aria esistente tra le celle.
Se si presume che un modulo abbia 18 batterie, per un totale di 0,39KWh di elettricità (fare riferimento ai progetti JH e gw). La struttura del progetto è mostrata nella figura seguente:
Campo di flusso e simulazione termica:
Per verificare la capacità di dissipazione del calore del dissipatore di calore, è necessario simulare la capacità di dissipazione del calore del dissipatore di calore. Utilizzare il software flotherm 9.3 per la simulazione.
Simulazione condizioni al contorno:
1. Supponendo che la velocità dell'aria in ingresso sia 2 m/s, la posizione di ingresso è 100 mm davanti al radiatore e l'uscita è 50 mm dietro il radiatore; il volume d'aria totale di un modulo è 0,93 m³/min (32,78 CFM)
2. Nella simulazione dello stato stazionario, la potenza termica della superficie inferiore del dissipatore di calore è 3,5 W; questa potenza è la potenza di riscaldamento della cella da 6Ah alla scarica di 5C e la scarica di 5C viene calcolata in base alle condizioni di lavoro del cliente'.
3. Il condotto dell'aria non perde aria, tutta l'aria che entra dall'ingresso scorre attraverso il radiatore e poi esce dall'uscita, la pressione in uscita è 0
4. Indipendentemente dal trasferimento di calore radiativo, la parete del dominio della soluzione è impostata come parete adiabatica.
Condizioni iniziali di simulazione:
1. L'aria in ingresso è l'aria in cabina, assumendo un 25℃ constant costante
2. La temperatura iniziale del dissipatore di calore è di 25°C (simulazione dello stato stazionario)
Impostazioni del modello:
Il materiale del radiatore è Al 6061
La superficie inferiore del radiatore è riscaldata con potenza costante, 3,5 W
Il modello del campo di flusso è turbolento.
