Thermisch beheer - over het ontwerp van het koelschema van de homogene plaat
Achtergrond:
De koelmethodes van de bestaande modules zijn voornamelijk waterkoeling en luchtkoeling; onder hen neemt luchtkoeling een groot volume in beslag terwijl het koeleffect niet ideaal is; een van de belangrijkste redenen is dat de convectieve warmteoverdrachtscoëfficiënt op het batterijoppervlak laag is en het warmtewisselingsgebied wordt beperkt door het oppervlak van de cel, zodat de lucht de warmte van de batterij op tijd kan wegnemen, de het temperatuurverschil tussen de cel en de lucht moet groot genoeg zijn, waardoor de temperatuur van de cel hoger wordt en de levensduur van de cel wordt verkort. Zelfontlading is vrij ongunstig; daarom hebben we besloten om een nieuwe luchtgekoelde warmteafvoerstructuur te ontwikkelen met behulp van het technische principe van de uniforme temperatuurplaat. Dit type warmteafvoerstructuur maximaliseert het gebruik van de bestaande modulestructuur en het volume van het batterijpakket, en verbetert tegelijkertijd het warmteafvoereffect van de cel en verlaagt de celtemperatuur vanaf het niveau van de bestaande luchtgekoelde module naar een lager niveau.
Korte inleiding tot het principe en de kenmerken van de temperatuurvereffeningsplaat:
De dampkamer is een plaat omgeven door twee koperen platen met een holte erin; de binnenwand van de holte heeft een capillaire structuur en ondersteunende koperen pilaren. Tegelijkertijd wordt de holte geëvacueerd en gevuld met een bepaalde hoeveelheid werkvloeistof. De zone maakt gebruik van de faseverandering van de werkvloeistof van vloeistof naar gas om warmte te absorberen, en na te zijn gecondenseerd om warmte af te geven aan het condensatie-uiteinde, verandert de fase opnieuw, van gas naar vloeistof, en keert dan terug naar de verdampingszone door het capillair. kracht van de capillaire structuur. Het principe is in principe hetzelfde als de heatpipe. Het voordeel is dat de temperatuur op het oppervlak van de gehele temperatuurvereffeningsplaat zeer uniform is en dat de warmtebron met een klein oppervlak en een hoge warmtestroomdichtheid vermomd kan worden uitgebreid, waardoor de warmtestroomdichtheid wordt verminderd en vervolgens wordt gekoeld.
Een introductie:
Rekening houdend met de verschillende afmetingen en ruimtebeperkingen van de modules, hebben we twee verschillende koelschema's ontworpen voor de uniforme temperatuurplaat: ontwerp 1 van het uniforme temperatuurplaatkoelschema.
Elke twee cellen (6Ah) in de module delen een temperatuurvereffeningsplaat en het bovenste dubbele oppervlak van de vereffeningsplaat is gelast met een koellichaam. Het koellichaam heeft een speciaal luchtkanaal en wordt gekoeld met 25℃ lucht. De afmeting van de temperatuurvereffeningsplaat is 60*160 en de dikte is 5 mm (of dunner) om de breedte van het bestaande luchtkanaal tussen de cellen volledig te benutten.
Als wordt aangenomen dat een module 18 accu's heeft, in totaal 0,39 KWh elektriciteit (zie projecten JH en gw). De ontwerpstructuur is weergegeven in de onderstaande afbeelding:
Stromingsveld en thermische simulatie:
Om het warmteafvoervermogen van het koellichaam te verifiëren, is het noodzakelijk om het warmteafvoervermogen van het koellichaam te simuleren. Gebruik flotherm 9.3 software voor simulatie.
Simulatie randvoorwaarden:
1. Ervan uitgaande dat de inlaatluchtsnelheid 2 m/s is, is de inlaatpositie 100 mm voor de radiator en de uitlaat 50 mm achter de radiator; het totale luchtvolume van een module is 0.93m³/min (32.78CFM)
2. In de steady-state-simulatie is het thermische vermogen van het bodemoppervlak van het koellichaam 3,5 W; dit vermogen is het verwarmingsvermogen van de 6Ah cel bij 5C ontlading, en de 5C ontlading wordt berekend volgens de werkomstandigheden van de klant'.
3. Het luchtkanaal lekt geen lucht, alle lucht die uit de inlaat komt, stroomt door de radiator en stroomt vervolgens uit de uitlaat, de uitlaatdruk is 0
4. Ongeacht de stralingswarmteoverdracht, wordt de wand van het oplossingsdomein ingesteld als een adiabatische wand.
Simulatie beginvoorwaarden:
1. Inlaatlucht is de lucht in de cabine, uitgaande van een constante 25℃
2. De begintemperatuur van het koellichaam is 25°C (steady-state simulatie)
Modelinstellingen:
Het radiatormateriaal is Al 6061
De onderkant van de radiator wordt verwarmd met constant vermogen, 3,5W
Het stromingsveldmodel is turbulent.
