Προσομοίωση μπαταρίας λιθίου με βυθισμένη υγρή ψύξη
Η μπαταρία ιόντων λιθίου έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως στο σύστημα αποθήκευσης ενέργειας ηλεκτρικών οχημάτων λόγω της υψηλής ενεργειακής πυκνότητάς της και της μεγάλης διάρκειας ζωής της. Η τεχνολογία ψύξης της μπαταρίας περιλαμβάνει ψύξη με αέρα, υγρή ψύξη, ψύξη υλικού αλλαγής φάσης και ψύξη εμβάπτισης
Η ψύξη με εμβάπτιση αναφέρεται στην άμεση επαφή μεταξύ της μπαταρίας και του ψυκτικού υγρού. Βυθίζοντας τη μονάδα μπαταρίας στο υγρό, το υγρό μπορεί να απορροφήσει τη θερμότητα που παράγεται από το πακέτο μπαταριών αδιάφορα για να επιτύχει το αποτέλεσμα της φυσικής ψύξης. Η μέθοδος ψύξης έχει τα ακόλουθα πλεονεκτήματα: υψηλή απόδοση μεταφοράς θερμότητας και ομοιομορφία θερμοκρασίας, εκτεταμένη διάρκεια ζωής της μπαταρίας, θερμική προστασία και γρήγορη φόρτιση.
Γεωμετρική προετοιμασία και μοντελοποίηση:
Γεωμετρική επεξεργασία πραγματοποιείται σε διαστημική αξίωση για τη διαίρεση της περιοχής ρευστού και των στοιχείων της μπαταρίας. Η μπαταρία είναι βυθισμένη σε μονωτικό υγρό και το ηλεκτρόδιο έρχεται σε άμεση επαφή με τον αέρα για ψύξη του αέρα. Το μονωτικό υγρό ρέει από το κάτω μέρος της μπαταρίας προς το πάνω μέρος της μπαταρίας και η θέση του διαφράγματος της περιοχής ρευστού κάνει την ανταλλαγή θερμότητας της μπαταρίας ομοιόμορφα για καλύτερη απόδοση ψύξης. Πλήρης απλοποίηση γεωμετρικού μοντέλου και διακριτό μοντέλο στο gme3d.
Αφού το μοντέλο διακριτοποιηθεί, μοντελοποιείται σε gt-suite, το οποίο περιλαμβάνει δύο τομείς ρευστού (ψύξη αέρα ηλεκτροδίου και ψύξη υγρού άκρης μπαταρίας). Η μεταφορά θερμότητας ροής και συναγωγής μπορεί να είναι απλώς ισοδύναμη συμπληρώνοντας την ισοδυναμία του διαφράγματος διόδου ροής στην περιοχή ρευστού.
Υπό συνθήκες εκφόρτισης 3C, η κατανομή θερμοκρασίας στο εσωτερικό της μπαταρίας στο τέλος της εκφόρτισης σε διαφορετικούς ρυθμούς ροής ψυκτικού:
Κάτω από την ίδια κατάσταση εκφόρτισης, η επίδραση της ροής του ψυκτικού στη θερμοκρασία της μπαταρίας φαίνεται στο παραπάνω σχήμα. Κάτω από διαφορετικές ροές, μπορεί να φανεί ότι η υψηλότερη θερμοκρασία εμφανίζεται στην επάνω δεξιά γωνία της μπαταρίας.
Το μοντέλο προσομοίωσης παροδικής ψύξης 1D βυθισμένης μπαταρίας χρησιμοποιείται για ανάλυση DOE. Αντικατοπτρίζει κυρίως την αποτελεσματικότητα της μοντελοποίησης και του υπολογισμού προσομοίωσης της μονοδιάστατης ανάλυσης προσομοίωσης στο πρώιμο στάδιο του έργου ιδέας, η οποία μπορεί να μειώσει αποτελεσματικά το χρόνο μοντελοποίησης και προσομοίωσης με ακρίβεια σύμφωνη με αυτήν της τρισδιάστατης προσομοίωσης.
