Simulatie van vloeistofkoeling met lithiumbatterij
Lithium-ionbatterijen worden veel gebruikt in energieopslagsystemen voor elektrische voertuigen vanwege de hoge energiedichtheid en de lange levensduur. Batterijkoelingstechnologie omvat luchtkoeling, vloeistofkoeling, faseveranderingsmateriaalkoeling en immersiekoeling.
Dompelkoeling verwijst naar het directe contact tussen het accupakket en de koelvloeistof. Door de batterijmodule in de vloeistof onder te dompelen, kan de vloeistof de door het batterijpakket gegenereerde warmte op onverschillige wijze absorberen om het effect van fysieke koeling te bereiken. De koelmethode heeft de volgende voordelen: hoge warmteoverdrachtsprestaties en temperatuuruniformiteit, langere levensduur van de batterij, thermische runaway-beveiliging en snel opladen.
Geometrische voorbereiding en modellering:
Geometrische behandeling wordt uitgevoerd in de ruimteclaim om het vloeistofdomein en de batterijcellen te verdelen. De batterij wordt ondergedompeld in isolatievloeistof en de elektrode staat rechtstreeks in contact met lucht voor luchtkoeling. De isolatievloeistof stroomt van de onderkant van de batterij naar de bovenkant van de batterij, en de diafragmapositie van het vloeistofdomein zorgt ervoor dat de warmte-uitwisseling van de batterij gelijkmatig verloopt voor betere koelprestaties. Volledige geometrische modelvereenvoudiging en discreet model in gme3d.
Nadat het model is gediscretiseerd, wordt het gemodelleerd in GT-suite, dat twee vloeistofdomeinen omvat (elektrodeluchtkoeling en vloeistofkoeling aan de rand van de batterij). De stromings- en convectiewarmteoverdracht kan eenvoudigweg gelijkwaardig zijn door de gelijkwaardigheid van het stromingsdoorlaatmembraan in het vloeistofdomein te voltooien.
Onder een ontladingstoestand van 3°C is de temperatuurverdeling in de accu aan het einde van de ontlading bij verschillende koelvloeistofstroomsnelheden:
Onder dezelfde ontladingstoestand wordt de invloed van de koelvloeistofstroom op de temperatuur van de batterij weergegeven in de bovenstaande afbeelding. Bij verschillende stromingen is te zien dat de hoogste temperatuur rechtsboven in de accu optreedt.
Het 1D transiënte simulatiemodel voor ondergedompelde batterijkoeling wordt gebruikt voor DOE-analyse. Het weerspiegelt voornamelijk de efficiëntie van modellering en simulatieberekening van eendimensionale simulatieanalyse in de vroege fase van het conceptproject, wat de tijd van modellering en simulatie effectief kan verkorten met de nauwkeurigheid die consistent is met die van driedimensionale simulatie.
