Simulacija litijeve baterije s potopljenim tekočinskim hlajenjem
Litij-ionska baterija se pogosto uporablja v sistemu za shranjevanje energije električnih vozil zaradi visoke gostote energije in dolge življenjske dobe. Tehnologija hlajenja baterij vključuje zračno hlajenje, hlajenje s tekočino, hlajenje s fazno spremembo materiala in potopno hlajenje
Potopno hlajenje se nanaša na neposreden stik med paketom baterij in hladilno tekočino. Če baterijski modul potopite v tekočino, lahko tekočina brezbrižno absorbira toploto, ki jo ustvari baterijski sklop, da doseže učinek fizičnega hlajenja. Metoda hlajenja ima naslednje prednosti: visoka zmogljivost prenosa toplote in enakomernost temperature, podaljšana življenjska doba baterije, zaščita pred toplotnim pobegom in hitro polnjenje.
Geometrijska priprava in modeliranje:
Geometrična obdelava se izvaja v spaceclaimu za razdelitev fluidne domene in baterijskih celic. Baterija je potopljena v izolacijsko tekočino, elektroda pa je v neposrednem stiku z zrakom za zračno hlajenje. Izolacijska tekočina teče od dna akumulatorja do vrha akumulatorja, položaj diafragme v domeni tekočine pa omogoča enakomerno izmenjavo toplote akumulatorja za boljše hlajenje. Popolna poenostavitev geometrijskega modela in diskretni model v gme3d.
Ko je model diskretiziran, se modelira v gt-suite, ki vključuje dve fluidni domeni (zračno hlajenje elektrode in tekočinsko hlajenje roba baterije). Prenos toplote s tokom in konvekcijo je lahko preprosto enakovreden z dokončanjem enakovrednosti diafragme prehoda toka v domeni tekočine.
V pogojih praznjenja 3C je porazdelitev temperature znotraj akumulatorja ob koncu praznjenja pri različnih stopnjah pretoka hladilne tekočine:
Pri enakih pogojih praznjenja je vpliv pretoka hladilne tekočine na temperaturo akumulatorja prikazan na zgornji sliki. Pri različnih pretokih je razvidno, da je najvišja temperatura zgoraj desno na akumulatorju.
Za analizo DOE se uporablja 1D simulacijski model prehodnega hlajenja potopljene baterije. V glavnem odraža učinkovitost modeliranja in simulacijskega izračuna enodimenzionalne simulacijske analize v zgodnji fazi konceptualnega projekta, ki lahko učinkovito skrajša čas modeliranja in simulacije z natančnostjo, ki je skladna z natančnostjo tridimenzionalne simulacije.
