Termisk hantering-Om utformningen av kylschemat för den homogena plattan

Bakgrund:

Kylningsmetoderna för de befintliga modulerna är huvudsakligen vattenkylning och luftkylning; bland dem tar luftkylning upp en stor volym medan kyleffekten inte är idealisk; en av huvudorsakerna är att den konvektiva värmeöverföringskoefficienten på batteriytan är låg och att värmeväxlingsarean begränsas av cellens yta, för att luften ska kunna ta bort värmen från batteriet i tid, temperaturskillnaden mellan cellen och luften måste vara tillräckligt stor, vilket gör att cellens temperatur blir högre och att cellens livslängd minskar. Självurladdning är ganska ogynnsam; Därför bestämde vi oss för att utveckla en ny luftkyld värmeavledningsstruktur med den tekniska principen för den enhetliga temperaturplattan. Denna typ av värmeavledningsstruktur maximerar användningen av den befintliga modulstrukturen och volymen på batteripaketet, och förbättrar samtidigt cellens värmeavledningseffekt och minskar celltemperaturen från nivån för den befintliga luftkylda. modulen till en lägre nivå.

Kort introduktion till principen och egenskaperna för temperaturutjämningsplattan:

Ångkammaren är en platta omgiven av två kopparplattor med ett hålrum inuti; kavitetens innervägg har en kapillärstruktur och bärande kopparpelare. Samtidigt evakueras hålrummet och fylls med en viss mängd arbetsvätska. Zonen använder fasförändringen av arbetsvätskan från vätska till gas för att absorbera värme, och efter att ha kondenserats för att frigöra värme vid kondenseringsänden ändras fasen igen, från gas till vätska, och återgår sedan till förångningszonen genom kapillären kraften hos kapillärstrukturen. Principen är i princip densamma som värmeröret. Fördelen är att temperaturen på ytan av hela temperaturutjämningsplattan är mycket enhetlig, och värmekällan med en liten yta och hög värmeflödestäthet kan expanderas i förklädnad, minska värmeflödestätheten och sedan kyla den.

En introduktion:

Med hänsyn till modulernas olika storlek och utrymmesbegränsningar har vi designat två olika kylscheman för den enhetliga temperaturplattan: design 1 av den enhetliga temperaturplattans kylschema.

Varje två celler (6Ah) i modulen delar en temperaturutjämningsplatta, och den övre dubbla ytan på utjämningsplattan är svetsad med kylfläns. Kylflänsen har en dedikerad luftkanal och kyls av 25℃ luft. Storleken på temperaturutjämningsplattan är 60*160, och tjockleken är 5 mm (eller tunnare) för att fullt ut kunna utnyttja bredden på den befintliga luftkanalen mellan cellerna.

Om det antas att en modul har 18 batterier, totalt 0,39KWh el (se JH- och gw-projekt). Designstrukturen visas i figuren nedan:

Flödesfält och termisk simulering:

För att verifiera kylflänsens värmeavledningsförmåga är det nödvändigt att simulera kylflänsens värmeavledningsförmåga. Använd programvaran Flotherm 9.3 för simulering.

Simuleringsgränsvillkor:

1. Om man antar att inloppsluftens hastighet är 2m/s, är inloppsläget 100 mm framför kylaren och utloppet 50 mm bakom kylaren; den totala luftvolymen för en modul är 0,93 m³/min (32,78 CFM)

2. I steady state-simuleringen är den termiska effekten på kylflänsens bottenyta 3,5W; denna effekt är värmeeffekten för 6Ah-cellen vid 5C-urladdning, och 5C-urladdningen beräknas enligt kundens's arbetsförhållanden.

3. Luftkanalen läcker inte luft, all luft som kommer in från inloppet strömmar genom kylaren och rinner sedan ut från utloppet, utloppstrycket är 0

4. Oavsett strålningsvärmeöverföring är väggen på lösningsdomänen inställd som en adiabatisk vägg.

Simulering initiala villkor:

1. Inloppsluft är luften i kabinen, förutsatt en konstant 25℃

2. Den initiala temperaturen på kylflänsen är 25°C (steady state simulering)

Modellinställningar:

Radiatormaterialet är Al 6061

Radiatorns bottenyta värms med konstant effekt, 3,5W

Flödesfältmodellen är turbulent.