열 관리 - 균질 판의 냉각 방식 설계에 관하여

Nov 20, 2021

배경:

기존 모듈의 냉각 방법은 주로 수냉식과 공랭식입니다. 그 중 공기 냉각은 냉각 효과가 이상적이지 않은 동안 많은 양을 차지합니다. 주된 이유 중 하나는 배터리 표면의 대류 열 전달 계수가 낮고 열교환 면적이 전지의 표면적에 의해 제한되어 공기가 배터리의 열을 제때 제거할 수 있도록 하기 때문입니다. 셀과 공기 사이의 온도차는 충분히 커야 하므로 셀의 온도가 높아지고 셀의 수명이 단축됩니다. 자가 방전은 매우 바람직하지 않습니다. 따라서 우리는 균일 온도 판의 기술 원리를 사용하여 새로운 공랭식 방열 구조를 개발하기로 결정했습니다. 이러한 방열 구조는 기존 모듈 구조의 활용도와 배터리 팩의 부피를 극대화함과 동시에 셀의 방열 효과를 향상시키며 기존 공냉식 수준에서 셀 온도를 낮추어 줍니다. 모듈을 더 낮은 수준으로.

온도 균등화 판의 원리 및 특성에 대한 간략한 소개:

증기 챔버는 내부에 공동이 있는 두 개의 구리판으로 둘러싸인 판입니다. 공동의 내벽은 모세관 구조와 지지하는 구리 기둥을 가지고 있습니다. 동시에 캐비티는 비워지고 일정량의 작동 유체로 채워집니다. 작동유체의 상변화를 이용하여 액체에서 기체로 상변화하여 열을 흡수하고, 응축된 후 응축 말단에서 열을 방출한 후 기체에서 액체로 다시 상변화한 후 모세관에 의해 증발영역으로 되돌아간다. 모세관 구조의 힘. 원리는 기본적으로 히트 파이프와 동일합니다. 전체 온도균등판 표면의 온도가 매우 균일하며, 면적이 작고 열유속 밀도가 높은 열원을 위장 팽창시켜 열유속 밀도를 감소시킨 후 냉각시킬 수 있다는 장점이 있습니다.

소개:

모듈의 다양한 크기와 공간 제약을 고려하여 균일 온도 플레이트에 대해 두 가지 다른 냉각 방식을 설계했습니다. 즉 균일 온도 플레이트 냉각 방식의 디자인 1입니다.

모듈의 각 두 셀(6Ah)은 온도 균등화 플레이트를 공유하고 이퀄라이징 플레이트의 상부 이중 표면은 방열판으로 용접됩니다. 방열판에는 전용 에어 덕트가 있으며 25℃의 공기로 냉각됩니다. 온도균등판의 크기는 60*160, 두께는 5mm(또는 더 얇음)로 하여 기존의 Cell 사이의 Air duct의 폭을 최대한 활용하였다.

모듈에 18개의 배터리가 있다고 가정하면 총 0.39KWh의 전력이 사용됩니다(JH 및 gw 프로젝트 참조). 디자인 구조는 아래 그림과 같습니다.

유동장 및 열 시뮬레이션:

방열판의 방열 능력을 검증하기 위해서는 방열판의 방열 능력을 시뮬레이션할 필요가 있습니다. 시뮬레이션을 위해 flotherm 9.3 소프트웨어를 사용하십시오.

시뮬레이션 경계 조건:

1. 흡입구 풍속이 2m/s라고 가정하고 흡입구 위치는 라디에이터 전방 100mm, 배출구 위치는 라디에이터 후방 50mm입니다. 모듈의 총 공기량은 0.93m³/min(32.78CFM)입니다.

2. 정상 상태 시뮬레이션에서 방열판 바닥 표면의 화력은 3.5W입니다. 이 전력은 5C 방전 시 6Ah 셀의 화력이며 5C 방전은 고객'39;의 작업 조건에 따라 계산됩니다.

3. 공기 덕트에서 공기가 새지 않고 입구에서 들어오는 모든 공기가 라디에이터를 통해 흐르고 출구에서 흘러 나옵니다. 출구 압력은 0입니다.

4. 복사열전달에 관계없이 솔루션 도메인의 벽은 단열벽으로 설정됩니다.

시뮬레이션 초기 조건:

1. 입구 공기는 25℃를 일정하게 가정할 때 객실의 공기입니다.

2. 방열판의 초기 온도는 25°C(정상 상태 시뮬레이션)입니다.

모델 설정: