مدیریت حرارتی-در طراحی طرح خنک کننده صفحه همگن

زمینه:

روش های خنک کننده ماژول های موجود عمدتاً خنک کننده با آب و خنک کننده هوا است. در میان آنها، خنک کننده هوا حجم زیادی را اشغال می کند در حالی که اثر خنک کننده ایده آل نیست. یکی از دلایل اصلی این است که ضریب انتقال حرارت همرفتی روی سطح باتری کم است و منطقه تبادل گرما توسط سطح سلول محدود شده است، تا هوا بتواند گرمای باتری را به موقع بگیرد. اختلاف دما بین سلول و هوا باید به اندازه کافی زیاد باشد که باعث افزایش دمای سلول و کاهش عمر سلول می شود. خود تخلیه کاملا نامطلوب است. بنابراین، ما تصمیم گرفتیم یک ساختار جدید اتلاف حرارت هوا خنک با استفاده از اصل فنی صفحه دمای یکنواخت ایجاد کنیم. این نوع ساختار اتلاف گرما استفاده از ساختار ماژول موجود و حجم بسته باتری را به حداکثر می رساند و در عین حال اثر اتلاف حرارت سلول را بهبود می بخشد و دمای سلول را از سطح هوا خنک کننده موجود کاهش می دهد. ماژول به سطح پایین تر

آشنایی مختصر با اصل و ویژگی های صفحه یکسان سازی دما:

محفظه بخار صفحه ای است که توسط دو صفحه مسی با یک حفره در داخل احاطه شده است. دیواره داخلی حفره دارای ساختار مویرگی و ستون های مسی است. در همان زمان، حفره تخلیه شده و با مقدار مشخصی مایع کار پر می شود. این ناحیه از تغییر فاز سیال عامل از مایع به گاز برای جذب گرما استفاده می کند و پس از متراکم شدن برای آزاد شدن گرما در انتهای چگالش، فاز دوباره از گاز به مایع تغییر می کند و سپس توسط مویین به منطقه تبخیر باز می گردد. نیروی ساختار مویرگی اصل اساساً همان لوله حرارتی است. مزیت آن این است که دمای سطح کل صفحه یکسان کننده دما بسیار یکنواخت است و منبع گرما با مساحت کوچک و چگالی شار حرارتی بالا را می توان به صورت مبدل منبسط کرد و چگالی شار حرارتی را کاهش داد و سپس آن را خنک کرد.

یک مقدمه:

با در نظر گرفتن محدودیت‌های اندازه و فضای متفاوت ماژول‌ها، ما دو طرح خنک‌کننده متفاوت برای صفحه دمای یکنواخت طراحی کرده‌ایم: طرح 1 طرح خنک‌کننده صفحه دمای یکنواخت.

هر دو سلول (6Ah) در ماژول دارای یک صفحه یکسان کننده دما هستند و سطح دوتایی بالایی صفحه اکولایزر با هیت سینک جوش داده شده است. هیت سینک دارای یک مجرای هوای اختصاصی است و با هوای 25 درجه سانتیگراد خنک می شود. اندازه صفحه یکسان کننده دما 60 * 160 و ضخامت آن 5 میلی متر (یا نازک تر) به منظور استفاده کامل از عرض مجرای هوای موجود بین سلول ها است.

اگر فرض شود که یک ماژول دارای 18 باتری است، در مجموع 0.39 کیلووات ساعت برق (به پروژه های JH و GW مراجعه کنید). ساختار طراحی در شکل زیر نشان داده شده است:

میدان جریان و شبیه سازی حرارتی:

به منظور بررسی قابلیت اتلاف حرارت هیت سینک، لازم است قابلیت اتلاف حرارت هیت سینک شبیه سازی شود. برای شبیه سازی از نرم افزار flotherm 9.3 استفاده کنید.

شرایط مرزی شبیه سازی:

1. با فرض اینکه سرعت هوای ورودی 2 متر بر ثانیه باشد، موقعیت ورودی 100 میلی متر جلوی رادیاتور و خروجی 50 میلی متر در پشت رادیاتور است. حجم کل هوای یک ماژول 0.93m³/min (32.78CFM) است.

2. در شبیه سازی حالت پایدار، قدرت حرارتی سطح زیرین هیت سینک 3.5 وات است. این توان قدرت گرمایش سلول 6Ah در تخلیه 5C است و دبی 5C با توجه به شرایط کاری مشتری' محاسبه می شود.

3. مجرای هوا هوا نشت نمی کند، تمام هوای ورودی از ورودی رادیاتور جریان می یابد و سپس از خروجی خارج می شود، فشار خروجی 0 است.

4. صرف نظر از انتقال حرارت تشعشعی، دیوار حوزه محلول به عنوان یک دیوار آدیاباتیک تنظیم می شود.

شرایط اولیه شبیه سازی:

1. هوای ورودی هوای داخل کابین است، با فرض ثابت 25 درجه سانتیگراد

2. دمای اولیه هیت سینک 25 درجه سانتی گراد است (شبیه سازی حالت پایدار)

تنظیمات مدل:

جنس رادیاتور Al 6061 می باشد

سطح زیرین رادیاتور با توان ثابت 3.5 وات گرم می شود

مدل میدان جریان آشفته است.