Gestion thermique-Sur la conception du schéma de refroidissement de la plaque homogène

Fond:

Les méthodes de refroidissement des modules existants sont principalement le refroidissement par eau et le refroidissement par air ; parmi eux, le refroidissement par air occupe un volume important alors que l'effet de refroidissement n'est pas idéal ; l'une des principales raisons est que le coefficient de transfert de chaleur convectif à la surface de la batterie est faible et la surface d'échange thermique limitée par la surface de la cellule, afin de permettre à l'air d'évacuer la chaleur de la batterie à temps, le la différence de température entre la cellule et l'air doit être suffisamment importante, ce qui augmente la température de la cellule et réduit la durée de vie de la cellule. L'autodécharge est assez défavorable; par conséquent, nous avons décidé de développer une nouvelle structure de dissipation thermique refroidie par air en utilisant le principe technique de la plaque de température uniforme. Ce type de structure de dissipation de chaleur maximise l'utilisation de la structure de module existante et le volume de la batterie, et en même temps améliore l'effet de dissipation de chaleur de la cellule, et réduit la température de la cellule par rapport au niveau du refroidi à l'air existant module à un niveau inférieur.

Brève introduction au principe et aux caractéristiques de la plaque d'égalisation de température :

La chambre à vapeur est une plaque entourée de deux plaques de cuivre avec une cavité à l'intérieur ; la paroi intérieure de la cavité a une structure capillaire et des piliers de cuivre de support. Dans le même temps, la cavité est évacuée et remplie d'une certaine quantité de fluide de travail. La zone utilise le changement de phase du fluide de travail de liquide à gaz pour absorber la chaleur, et après avoir été condensée pour libérer de la chaleur à l'extrémité de condensation, la phase change à nouveau, du gaz au liquide, puis retourne à la zone d'évaporation par le capillaire force de la structure capillaire. Le principe est fondamentalement le même que le caloduc. L'avantage est que la température à la surface de l'ensemble de la plaque d'égalisation de température est très uniforme et que la source de chaleur avec une petite surface et une densité de flux thermique élevée peut être étendue de manière déguisée, réduisant la densité de flux thermique, puis la refroidissant.

Une introduction:

En tenant compte des différentes contraintes de taille et d'espace des modules, nous avons conçu deux schémas de refroidissement différents pour la plaque à température uniforme : la conception 1 du schéma de refroidissement à plaque à température uniforme.

Chacune des deux cellules (6Ah) du module partagent une plaque d'égalisation de température, et la double surface supérieure de la plaque d'égalisation est soudée avec un dissipateur thermique. Le dissipateur thermique a un conduit d'air dédié et est refroidi par de l'air de 25℃. La taille de la plaque d'égalisation de température est de 60*160 et son épaisseur est de 5 mm (ou moins) afin d'exploiter pleinement la largeur du conduit d'air existant entre les cellules.

Si l'on suppose qu'un module dispose de 18 batteries, un total de 0,39 kWh d'électricité (voir les projets JH et gw). La structure de conception est illustrée dans la figure ci-dessous :

Champ d'écoulement et simulation thermique :

Afin de vérifier la capacité de dissipation thermique du dissipateur thermique, il est nécessaire de simuler la capacité de dissipation thermique du dissipateur thermique. Utilisez le logiciel Flotherm 9.3 pour la simulation.

Conditions aux limites de simulation :

1. En supposant que la vitesse de l'air d'admission est de 2 m/s, la position d'admission est de 100 mm devant le radiateur et la sortie est de 50 mm derrière le radiateur ; le volume d'air total d'un module est de 0.93m³/min (32.78CFM)

2. Dans la simulation en régime permanent, la puissance thermique de la surface inférieure du dissipateur thermique est de 3,5 W ; cette puissance est la puissance calorifique de la cellule 6Ah à décharge 5C, et la décharge 5C est calculée en fonction des conditions de travail du client'.

3. Le conduit d'air ne fuit pas d'air, tout l'air entrant par l'entrée traverse le radiateur puis ressort par la sortie, la pression de sortie est de 0

4. Indépendamment du transfert de chaleur radiatif, la paroi du domaine de solution est définie comme une paroi adiabatique.

Conditions initiales de la simulation :

1. L'air d'admission est l'air dans la cabine, en supposant une constante de 25℃

2. La température initiale du dissipateur thermique est de 25°C (simulation en régime permanent)

Paramètres du modèle :

Le matériau du radiateur est en Al 6061

La surface inférieure du radiateur est chauffée à puissance constante, 3,5 W

Le modèle de champ d'écoulement est turbulent.