Моделювання літієвої батареї із зануреним рідинним охолодженням

Літій-іонна батарея широко використовується в системах зберігання енергії електромобілів через її високу щільність енергії та тривалий термін служби. Технологія охолодження акумулятора включає повітряне охолодження, рідинне охолодження, охолодження матеріалу зі зміною фази та охолодження зануренням

Охолодження зануренням означає прямий контакт між акумуляторною батареєю та охолоджувальною рідиною. Занурюючи модуль батареї в рідину, рідина може байдуже поглинати тепло, що виділяється батареєю, щоб досягти ефекту фізичного охолодження. Метод охолодження має наступні переваги: ​​висока продуктивність теплопередачі та рівномірність температури, подовжений термін служби батареї, захист від перегріву та швидка зарядка.

Геометрична підготовка та моделювання:

Геометричну обробку проводять у космическом колекторі для поділу рідинного домену і акумуляторних елементів. Батарея занурена в ізоляційну рідину, а електрод безпосередньо контактує з повітрям для повітряного охолодження. Ізоляційна рідина тече від нижньої частини батареї до верхньої, а положення діафрагми в області рідини забезпечує рівномірний теплообмін батареї для кращого охолодження. Повне спрощення геометричної моделі та дискретна модель у gme3d.

Після того, як модель дискретизовано, вона моделюється в gt-suite, який включає дві рідинні області (повітряне охолодження електродів і рідинне охолодження краю батареї). Теплообмін потоком і конвекцією може бути просто еквівалентним шляхом завершення еквівалентності діафрагми потоку в області рідини.

За умови розряду 3C розподіл температури всередині батареї в кінці розряду при різних витратах охолоджуючої рідини:

За тих самих умов розряду вплив потоку теплоносія на температуру батареї показано на малюнку вище. При різних потоках можна побачити, що найвища температура спостерігається у верхній правій частині батареї.

Для аналізу DOE використовується 1D модель перехідного процесу охолодження зануреної батареї. Це в основному відображає ефективність моделювання та симуляційного розрахунку одновимірного симуляційного аналізу на ранній стадії концептуального проекту, що може ефективно скоротити час моделювання та імітації з точністю, що відповідає тривимірній симуляції.