Termal Yönetim-Homojen Plakanın Soğutma Şemasının Tasarımı Üzerine

Arka plan:

Mevcut modüllerin soğutma yöntemleri ağırlıklı olarak su soğutma ve hava soğutmadır; aralarında hava soğutması büyük bir hacim kaplarken soğutma etkisi ideal değildir; Bunun ana nedenlerinden biri, pil yüzeyindeki konvektif ısı transfer katsayısının düşük olması ve havanın pilin ısısını zamanında almasına izin vermek için ısı değişim alanının hücrenin yüzey alanı ile sınırlı olmasıdır. hücre ile hava arasındaki sıcaklık farkı yeterince büyük olmalıdır, bu da hücrenin sıcaklığını yükseltir ve hücrenin ömrünü kısaltır. Kendi kendine deşarj oldukça elverişsizdir; bu nedenle, tek tip sıcaklık plakasının teknik prensibini kullanarak yeni bir hava soğutmalı ısı yayma yapısı geliştirmeye karar verdik. Bu tip ısı dağıtma yapısı, mevcut modül yapısının kullanımını ve pil takımının hacmini en üst düzeye çıkarır ve aynı zamanda hücrenin ısı dağıtma etkisini iyileştirir ve hücre sıcaklığını mevcut hava soğutmalı sistem seviyesinden düşürür. modülü daha düşük bir seviyeye getirin.

Sıcaklık eşitleme plakasının prensibine ve özelliklerine kısa bir giriş:

Buhar odası, içinde bir boşluk bulunan iki bakır plaka ile çevrili bir plakadır; boşluğun iç duvarı kılcal bir yapıya ve destekleyici bakır sütunlara sahiptir. Aynı zamanda, boşluk boşaltılır ve belirli bir miktarda çalışma sıvısı ile doldurulur. Bölge, ısıyı emmek için çalışma sıvısının sıvıdan gaza faz değişimini kullanır ve yoğuşma ucunda ısıyı serbest bırakmak için yoğunlaştıktan sonra, faz tekrar gazdan sıvıya değişir ve ardından kılcal tarafından buharlaşma bölgesine geri döner. kılcal yapının kuvveti. Prensip temelde ısı borusu ile aynıdır. Avantajı, tüm sıcaklık eşitleme plakasının yüzeyindeki sıcaklığın çok düzgün olması ve küçük bir alana ve yüksek ısı akışı yoğunluğuna sahip ısı kaynağının gizlenerek genişletilebilmesi, ısı akışı yoğunluğunun azaltılması ve ardından soğutulmasıdır.

Giriş:

Modüllerin farklı boyut ve alan kısıtlamalarını dikkate alarak, tek tip sıcaklık plakası için iki farklı soğutma şeması tasarladık: tek tip sıcaklık plakası soğutma şemasının 1. tasarımı.

Modüldeki her iki hücre (6Ah) bir sıcaklık eşitleme plakasını paylaşır ve eşitleme plakasının üst çift yüzeyi ısı emici ile kaynaklanır. Soğutucunun özel bir hava kanalı vardır ve 25 ℃ hava ile soğutulur. Hücreler arasındaki mevcut hava kanalının genişliğinden tam olarak yararlanmak için sıcaklık eşitleme plakasının boyutu 60*160 ve kalınlığı 5mm (veya daha ince) dir.

Bir modülün 18 pile sahip olduğu varsayılırsa, toplam 0,39KWh elektrik (JH ve gw projelerine bakın). Tasarım yapısı aşağıdaki şekilde gösterilmiştir:

Akış alanı ve termal simülasyon:

Isı alıcının ısı dağıtma kapasitesini doğrulamak için, ısı alıcının ısı dağıtma kapasitesini simüle etmek gerekir. Simülasyon için flotherm 9.3 yazılımını kullanın.

Simülasyon sınır koşulları:

1. Giriş hava hızının 2m/s olduğunu varsayarsak, giriş konumu radyatörün 100 mm önünde, çıkış ise radyatörün 50 mm arkasındadır; bir modülün toplam hava hacmi 0.93m³/dk'dır (32.78CFM)

2. Sabit durum simülasyonunda, ısı emicinin alt yüzeyinin termal gücü 3.5W'dir; bu güç, 6Ah hücresinin 5C deşarjdaki ısıtma gücüdür ve 5C deşarjı müşterinin's çalışma koşullarına göre hesaplanır.

3. Hava kanalı hava sızdırmıyor, girişten giren tüm hava radyatörden akar ve daha sonra çıkıştan dışarı akar, çıkış basıncı 0

4. Işınımsal ısı transferinden bağımsız olarak, çözüm bölgesinin duvarı adyabatik bir duvar olarak ayarlanır.

Simülasyon başlangıç ​​koşulları:

1. Giriş havası, sabit 25℃ varsayıldığında kabindeki havadır.

2. Soğutucunun ilk sıcaklığı 25°C'dir (kararlı durum simülasyonu)

Model ayarları:

Radyatör malzemesi Al 6061'dir.

Radyatörün alt yüzeyi sabit güç ile ısıtılır, 3.5W

Akış alanı modeli türbülanslıdır.