Gerenciamento Térmico - No Projeto do Esquema de Resfriamento da Placa Homogênea

Fundo:

Os métodos de resfriamento dos módulos existentes são principalmente resfriamento de água e resfriamento de ar; entre eles, o resfriamento do ar ocupa um grande volume, enquanto o efeito de resfriamento não é o ideal; uma das principais razões é que o coeficiente de transferência de calor por convecção na superfície da bateria é baixo e a área de troca de calor limitada pela área de superfície da célula, a fim de permitir que o ar tire o calor da bateria com o tempo, o A diferença de temperatura entre a célula e o ar deve ser grande o suficiente, o que aumenta a temperatura da célula e reduz sua vida útil. A autodescarga é bastante desfavorável; portanto, decidimos desenvolver uma nova estrutura de dissipação de calor resfriada a ar usando o princípio técnico da placa de temperatura uniforme. Este tipo de estrutura de dissipação de calor maximiza o uso da estrutura do módulo existente e o volume da bateria e, ao mesmo tempo, melhora o efeito de dissipação de calor da célula e reduz a temperatura da célula do nível do resfriado a ar existente módulo para um nível inferior.

Breve introdução ao princípio e às características da placa de equalização de temperatura:

A câmara de vapor é uma placa rodeada por duas placas de cobre com uma cavidade no interior; a parede interna da cavidade possui uma estrutura capilar e pilares de cobre de suporte. Ao mesmo tempo, a cavidade é evacuada e preenchida com uma certa quantidade de fluido de trabalho. A zona utiliza a mudança de fase do fluido de trabalho de líquido para gás para absorver calor e, após ser condensado para liberar calor no final da condensação, a fase muda novamente, de gás para líquido, e então retorna para a zona de evaporação pelo capilar força da estrutura capilar. O princípio é basicamente o mesmo do tubo de calor. A vantagem é que a temperatura na superfície de toda a placa de equalização de temperatura é muito uniforme, e a fonte de calor com uma área pequena e alta densidade de fluxo de calor pode ser expandida disfarçadamente, reduzindo a densidade de fluxo de calor e, em seguida, resfriando-a.

Uma introdução:

Levando em consideração os diferentes tamanhos e restrições de espaço dos módulos, projetamos dois esquemas de resfriamento diferentes para a placa de temperatura uniforme: projeto 1 do esquema de resfriamento da placa de temperatura uniforme.

Cada duas células (6Ah) no módulo compartilham uma placa de equalização de temperatura e a superfície dupla superior da placa de equalização é soldada com dissipador de calor. O dissipador de calor tem um duto de ar dedicado e é resfriado por ar de 25 ℃. O tamanho da placa de equalização de temperatura é 60 * 160 e a espessura é 5 mm (ou mais fina) para aproveitar ao máximo a largura do duto de ar existente entre as células.

Se for assumido que um módulo possui 18 baterias, um total de 0,39KWh de eletricidade (consulte os projetos JH e gw). A estrutura do projeto é mostrada na figura abaixo:

Campo de fluxo e simulação térmica:

Para verificar a capacidade de dissipação de calor do dissipador de calor, é necessário simular a capacidade de dissipação de calor do dissipador de calor. Use o software flotherm 9.3 para simulação.

Condições de limite de simulação:

1. Assumindo que a velocidade do ar de entrada é de 2 m / s, a posição de entrada é 100 mm na frente do radiador e a saída está 50 mm atrás do radiador; o volume total de ar de um módulo é 0,93m³ / min (32,78CFM)

2. Na simulação de estado estacionário, a potência térmica da superfície inferior do dissipador de calor é 3,5 W; esta potência é a potência de aquecimento da célula 6Ah na descarga 5C, e a descarga 5C é calculada de acordo com as condições de trabalho do cliente'

3. O duto de ar não vaza ar, todo o ar que entra pela entrada flui pelo radiador e depois sai pela saída, a pressão de saída é 0

4. Independentemente da transferência de calor por radiação, a parede do domínio da solução é definida como uma parede adiabática.

Condições iniciais da simulação:

1. O ar de entrada é o ar na cabine, assumindo uma temperatura constante de 25 ℃

2. A temperatura inicial do dissipador de calor é de 25 ° C (simulação de estado estacionário)

Configurações do modelo:

O material do radiador é Al 6061

A superfície inferior do radiador é aquecida com potência constante, 3,5 W

O modelo de campo de fluxo é turbulento.