Gestió tèrmica-Sobre el disseny de l'esquema de refrigeració de la placa homogènia

Antecedents:

Els mètodes de refrigeració dels mòduls existents són principalment refrigeració per aigua i refrigeració per aire; entre ells, la refrigeració per aire ocupa un gran volum mentre que l'efecte de refrigeració no és ideal; una de les raons principals és que el coeficient de transferència de calor convectiva a la superfície de la bateria és baix i l'àrea d'intercanvi de calor limitada per la superfície de la cèl·lula, per tal de permetre que l'aire s'elimini la calor de la bateria a temps, el La diferència de temperatura entre la cèl·lula i l'aire ha de ser prou gran, la qual cosa augmenta la temperatura de la cèl·lula i redueix la vida útil de la cèl·lula. L'autodescàrrega és força desfavorable; per tant, vam decidir desenvolupar una nova estructura de dissipació de calor refrigerada per aire utilitzant el principi tècnic de la placa de temperatura uniforme. Aquest tipus d'estructura de dissipació de calor maximitza l'ús de l'estructura del mòdul existent i el volum de la bateria, i al mateix temps millora l'efecte de dissipació de calor de la cèl·lula i redueix la temperatura de la cel·la respecte al nivell de refrigeració per aire existent. mòdul a un nivell inferior.

Breu introducció al principi i les característiques de la placa d'equalització de temperatura:

La cambra de vapor és una placa envoltada per dues plaques de coure amb una cavitat a l'interior; la paret interior de la cavitat té una estructura capil·lar i pilars de coure de suport. Al mateix temps, la cavitat s'evacua i s'omple amb una certa quantitat de fluid de treball. La zona utilitza el canvi de fase del fluid de treball de líquid a gas per absorbir calor, i després de condensar-se per alliberar calor a l'extrem de condensació, la fase canvia de nou, de gas a líquid, i després torna a la zona d'evaporació pel capil·lar. força de l'estructura capil·lar. El principi és bàsicament el mateix que el tub de calor. L'avantatge és que la temperatura a la superfície de tota la placa d'igualització de la temperatura és molt uniforme i la font de calor amb una àrea petita i una alta densitat de flux de calor es pot expandir disfressada, reduint la densitat de flux de calor i després refredant-la.

Una introducció:

Tenint en compte les diferents limitacions de mida i espai dels mòduls, hem dissenyat dos esquemes de refrigeració diferents per a la placa de temperatura uniforme: disseny 1 de l'esquema de refrigeració de la placa de temperatura uniforme.

Cada dues cel·les (6Ah) del mòdul comparteixen una placa d'igualització de temperatura i la superfície doble superior de la placa d'igualització està soldada amb un dissipador de calor. El dissipador de calor té un conducte d'aire dedicat i es refreda amb aire de 25 ℃. La mida de la placa d'igualització de temperatura és de 60 * 160 i el gruix és de 5 mm (o més prim) per tal d'aprofitar al màxim l'amplada del conducte d'aire existent entre les cel·les.

Si s'assumeix que un mòdul té 18 bateries, un total de 0,39 KWh d'electricitat (consulteu els projectes JH i gw). L'estructura del disseny es mostra a la figura següent:

Camp de flux i simulació tèrmica:

Per verificar la capacitat de dissipació de calor del dissipador de calor, cal simular la capacitat de dissipació de calor del dissipador de calor. Utilitzeu el programari flotherm 9.3 per a la simulació.

Condicions de límit de simulació:

1. Suposant que la velocitat d'entrada de l'aire és de 2 m/s, la posició d'entrada és 100 mm davant del radiador i la sortida és 50 mm darrere del radiador; el volum d'aire total d'un mòdul és de 0,93 m³/min (32,78 CFM)

2. En la simulació en estat estacionari, la potència tèrmica de la superfície inferior del dissipador de calor és de 3,5 W; aquesta potència és la potència de calefacció de la cèl·lula de 6 Ah a una descàrrega de 5 C, i la descàrrega de 5 C es calcula segons les condicions de treball del client'.

3. El conducte d'aire no filtra aire, tot l'aire que entra per l'entrada flueix pel radiador i després surt per la sortida, la pressió de sortida és 0

4. Independentment de la transferència de calor radiativa, la paret del domini de la solució s'estableix com una paret adiabàtica.

Condicions inicials de simulació:

1. L'aire d'entrada és l'aire de la cabina, assumint una constant de 25 ℃

2. La temperatura inicial del dissipador de calor és de 25 °C (simulació en estat estacionari)

Configuració del model:

El material del radiador és Al 6061

La superfície inferior del radiador s'escalfa amb una potència constant, 3,5 W

El model de camp de flux és turbulent.