리튬 배터리 액체 냉각 시뮬레이션

리튬 이온 전원 배터리는 에너지 밀도가 높고 사이클 수명이 길기 때문에 전기 자동차 에너지 저장 시스템에 널리 사용되었습니다. 배터리 냉각 기술에는 공기 냉각, 액체 냉각, 상변화 물질 냉각 및 침수 냉각이 포함됩니다.

침수 냉각은 배터리 팩과 냉각액 사이의 직접적인 접촉을 의미합니다. 배터리 모듈을 액체에 담그면 액체는 배터리 팩에서 발생하는 열을 무관심하게 흡수하여 물리적 냉각 효과를 얻을 수 있습니다. 냉각 방식은 다음과 같은 장점이 있습니다: 높은 열 전달 성능 및 온도 균일성, 배터리 수명 연장, 열 폭주 보호 및 고속 충전.

기하학적 준비 및 모델링:

유체 영역과 배터리 셀을 분할하기 위해 우주 공간에서 기하학적 처리가 수행됩니다. 배터리는 절연액에 담그고 전극은 공기 냉각을 위해 공기와 직접 접촉합니다. 절연유는 배터리 하단에서 배터리 상단으로 흐르고 유체 도메인의 다이어프램 위치는 배터리 열교환을 고르게 하여 냉각 성능을 향상시킵니다. gme3d에서 기하 모델 단순화 및 불연속 모델을 완성합니다.

모델이 이산화된 후 두 개의 유체 도메인(전극 공기 냉각 및 배터리 에지 유체 냉각)을 포함하는 gt-suite에서 모델링됩니다. 유동 및 대류 열 전달은 유체 영역에서 유동 통로 다이어프램의 등가를 완성함으로써 간단히 등가가 될 수 있습니다.

3C 방전 조건에서 다양한 냉각수 유량에서 방전 종료 시 배터리 내부 온도 분포:

동일한 방전 조건에서 냉각수 흐름이 배터리 온도에 미치는 영향은 위 그림과 같습니다. 다른 흐름에서 배터리의 오른쪽 상단에서 가장 높은 온도가 발생하는 것을 볼 수 있습니다.

1D 수중 배터리 냉각 과도 시뮬레이션 모델은 DOE 분석에 사용됩니다. 주로 개념 프로젝트의 초기 단계에서 1차원 시뮬레이션 분석의 모델링 및 시뮬레이션 계산의 효율성을 반영하여 3차원 시뮬레이션과 일치하는 정확도로 모델링 및 시뮬레이션 시간을 효과적으로 줄일 수 있습니다.