Simulácia lítiovej batérie s ponoreným kvapalinovým chladením
Lítium-iónová batéria bola široko používaná v systéme skladovania energie elektrických vozidiel kvôli jej vysokej hustote energie a dlhej životnosti. Technológia chladenia batérií zahŕňa chladenie vzduchom, kvapalinové chladenie, chladenie materiálu s fázovou zmenou a chladenie ponorením
Ponorné chladenie znamená priamy kontakt medzi batériou a chladiacou kvapalinou. Ponorením batériového modulu do kvapaliny môže kvapalina absorbovať teplo generované batériou, aby sa dosiahol účinok fyzického chladenia. Spôsob chladenia má nasledujúce výhody: vysoký prenos tepla a rovnomernosť teploty, predĺžená životnosť batérie, tepelná ochrana a rýchle nabíjanie.
Geometrická príprava a modelovanie:
Geometrické spracovanie sa vykonáva vo vesmíre, aby sa rozdelila oblasť tekutiny a články batérie. Batéria je ponorená do izolačnej kvapaliny a elektróda je priamo v kontakte so vzduchom na chladenie vzduchom. Izolačná tekutina prúdi zo spodnej časti batérie do hornej časti batérie a poloha membrány v oblasti tekutiny zabezpečuje rovnomernú výmenu tepla batérie pre lepší chladiaci výkon. Kompletné zjednodušenie geometrického modelu a diskrétny model v gme3d.
Potom, čo je model diskretizovaný, je modelovaný v gt-suite, ktorý obsahuje dve fluidné domény (chladenie elektródy vzduchom a chladenie kvapaliny na okraji batérie). Prenos tepla prúdením a konvekciou môžu byť jednoducho ekvivalentné dokončením ekvivalencie membrány prietokového kanála v oblasti tekutiny.
V podmienkach vybitia 3C, rozloženie teploty vo vnútri batérie na konci vybitia pri rôznych prietokoch chladiacej kvapaliny:
Za rovnakých podmienok vybitia je vplyv prietoku chladiacej kvapaliny na teplotu batérie znázornený na obrázku vyššie. Pri rôznych prietokoch je vidieť, že najvyššia teplota sa vyskytuje v pravej hornej časti batérie.
Na analýzu DOE sa používa 1D model simulácie prechodného chladenia ponorenej batérie. Odráža najmä efektívnosť modelovania a simulačného výpočtu jednorozmernej simulačnej analýzy v počiatočnom štádiu koncepčného projektu, čo môže efektívne skrátiť čas modelovania a simulácie s presnosťou konzistentnou s trojrozmernou simuláciou.
