Моделирование жидкостного охлаждения литиевой батареи
Литий-ионный аккумулятор широко используется в системах хранения энергии электромобилей из-за его высокой плотности энергии и длительного срока службы. Технология охлаждения аккумуляторов включает воздушное охлаждение, жидкостное охлаждение, охлаждение материала с фазовым переходом и иммерсионное охлаждение.
Охлаждение погружением подразумевает прямой контакт между аккумуляторной батареей и охлаждающей жидкостью. Погружая аккумуляторный модуль в жидкость, жидкость может безразлично поглощать тепло, выделяемое аккумуляторной батареей, достигая эффекта физического охлаждения. Метод охлаждения имеет следующие преимущества: высокая эффективность теплопередачи и однородность температуры, увеличенный срок службы батареи, защита от перегрева и быстрая зарядка.
Геометрическая подготовка и моделирование:
Геометрическая обработка проводится в космосе для разделения жидкостной области и ячеек батареи. Аккумулятор погружен в изолирующую жидкость, а электрод непосредственно контактирует с воздухом для воздушного охлаждения. Изолирующая жидкость течет от нижней части батареи к верхней части батареи, а положение диафрагмы в области жидкости обеспечивает равномерный теплообмен батареи для улучшения эффективности охлаждения. Полное упрощение геометрической модели и дискретная модель в gme3d.
После дискретизации модели она моделируется в пакете gt-suite, который включает в себя две области жидкости (воздушное охлаждение электрода и жидкостное охлаждение края батареи). Теплопередача потока и конвекции может быть просто эквивалентной, если обеспечить эквивалентность диафрагмы проточного канала в области жидкости.
В условиях разряда 3C распределение температуры внутри аккумулятора в конце разряда при различных расходах охлаждающей жидкости:
При тех же условиях разрядки влияние потока охлаждающей жидкости на температуру аккумулятора показано на рисунке выше. При разных потоках видно, что самая высокая температура наблюдается в правом верхнем углу батареи.
Для анализа DOE используется одномерная модель переходного процесса охлаждения погружной батареи. В основном это отражает эффективность моделирования и расчетов одномерного моделирования на ранней стадии концептуального проекта, что может эффективно сократить время моделирования и моделирования с точностью, соответствующей точности трехмерного моделирования.
