Termisk styring - Om utformingen av kjøleskjemaet til den homogene platen
Bakgrunn:
Kjølemetodene til de eksisterende modulene er hovedsakelig vannkjøling og luftkjøling; blant dem tar luftkjøling opp et stort volum mens kjøleeffekten ikke er ideell; en av hovedårsakene er at den konvektive varmeoverføringskoeffisienten på batterioverflaten er lav og varmevekslingsarealet begrenset av cellens overflate, for å la luften ta bort varmen fra batteriet i tide, temperaturforskjellen mellom cellen og luften må være stor nok, noe som gjør temperaturen i cellen høyere, og reduserer cellens levetid. Selvutladning er ganske ugunstig; derfor bestemte vi oss for å utvikle en ny luftkjølt varmeavledningsstruktur ved å bruke det tekniske prinsippet til den jevne temperaturplaten. Denne typen varmeavledningsstruktur maksimerer bruken av den eksisterende modulstrukturen og volumet til batteripakken, og forbedrer samtidig varmespredningseffekten til cellen, og reduserer celletemperaturen fra nivået til den eksisterende luftkjølte. modul til et lavere nivå.
Kort introduksjon til prinsippet og egenskapene til temperaturutjevningsplaten:
Dampkammeret er en plate omgitt av to kobberplater med et hulrom inni; den indre veggen av hulrommet har en kapillærstruktur og bærende kobbersøyler. Samtidig evakueres hulrommet og fylles med en viss mengde arbeidsvæske. Sonen utnytter faseendringen av arbeidsfluidet fra væske til gass for å absorbere varme, og etter å ha blitt kondensert for å frigjøre varme ved kondenseringsenden, endres fasen igjen, fra gass til væske, og går deretter tilbake til fordampningssonen ved kapillæren. kraften til kapillærstrukturen. Prinsippet er stort sett det samme som varmerøret. Fordelen er at temperaturen på overflaten av hele temperaturutjevningsplaten er veldig jevn, og varmekilden med et lite område og høy varmeflukstetthet kan utvides i forkledning, redusere varmeflukstettheten og deretter avkjøle den.
En introduksjon:
Med tanke på modulenes forskjellige størrelse og plassbegrensninger, har vi designet to forskjellige kjøleskjemaer for den jevne temperaturplaten: design 1 av kjøleskjemaet for uniform temperaturplate.
Hver to celler (6Ah) i modulen deler en temperaturutjevningsplate, og den øvre doble overflaten på utjevningsplaten er sveiset med kjøleribbe. Kjøleribben har en dedikert luftkanal og kjøles med 25℃ luft. Størrelsen på temperaturutjevningsplaten er 60*160, og tykkelsen er 5mm (eller tynnere) for å utnytte bredden på eksisterende luftkanal mellom cellene fullt ut.
Dersom det antas at en modul har 18 batterier, totalt 0,39KWh strøm (se JH og gw prosjekter). Designstrukturen er vist i figuren nedenfor:
Strømningsfelt og termisk simulering:
For å verifisere varmeavledningsevnen til kjøleribben, er det nødvendig å simulere kjøleribbens varmeavledningsevne. Bruk flotherm 9.3 programvare for simulering.
Simuleringsgrensebetingelser:
1. Forutsatt at innløpslufthastigheten er 2m/s, er innløpsposisjonen 100 mm foran radiatoren, og utløpet er 50 mm bak radiatoren; det totale luftvolumet til en modul er 0,93 m³/min (32,78 CFM)
2. I steady state-simuleringen er den termiske kraften til bunnflaten av kjøleribben 3,5W; denne effekten er varmeeffekten til 6Ah-cellen ved 5C-utladning, og 5C-utladningen beregnes i henhold til kundens's arbeidsforhold.
3. Luftkanalen lekker ikke luft, all luft som kommer inn fra innløpet strømmer gjennom radiatoren og strømmer deretter ut fra utløpet, utløpstrykket er 0
4. Uavhengig av strålingsvarmeoverføring er veggen til løsningsdomenet satt som en adiabatisk vegg.
Simuleringsstartbetingelser:
1. Inntaksluft er luften i kabinen, forutsatt en konstant 25℃
2. Starttemperaturen til kjøleribben er 25°C (steady state simulering)
Modellinnstillinger:
Radiatormaterialet er Al 6061
Undersiden av radiatoren varmes opp med konstant effekt, 3,5W
Strømningsfeltmodellen er turbulent.
