Simulatie van lithiumbatterij met ondergedompelde vloeistofkoeling
Lithium-ionbatterijen worden veel gebruikt in het energieopslagsysteem van elektrische voertuigen vanwege de hoge energiedichtheid en de lange levensduur. Batterijkoeltechnologie omvat luchtkoeling, vloeistofkoeling, materiaalkoeling met faseverandering en dompelkoeling
Dompelkoeling verwijst naar het directe contact tussen het batterijpakket en de koelvloeistof. Door de batterijmodule in de vloeistof onder te dompelen, kan de vloeistof de door het batterijpakket gegenereerde warmte onverschillig 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 spaceclaim om het vloeistofdomein en batterijcellen te verdelen. De batterij is ondergedompeld in isolatievloeistof en de elektrode staat direct in contact met lucht voor luchtkoeling. De isolerende vloeistof stroomt van de onderkant van de batterij naar de bovenkant van de batterij en de diafragmapositie van het vloeistofdomein zorgt ervoor dat de warmte van de batterij gelijkmatig wordt uitgewisseld 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 (elektrode-luchtkoeling en batterij-edge-vloeistofkoeling). De warmteoverdracht door stroming en convectie kan eenvoudig equivalent zijn door de gelijkwaardigheid van het stromingsdoorlaatdiafragma in het vloeistofdomein te voltooien.
Onder 3C ontladingstoestand, de temperatuurverdeling in de batterij aan het einde van de ontlading bij verschillende koelmiddelstroomsnelheden:
Onder dezelfde ontladingstoestand wordt de invloed van de koelvloeistofstroom op de temperatuur van de batterij weergegeven in de bovenstaande afbeelding. Onder verschillende stromingen is te zien dat de hoogste temperatuur rechtsboven in de batterij optreedt.
Het 1D-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.
