Simulacija tekućeg hlađenja litijumske baterije
Litijum-jonska baterija se široko koristi u sistemu za skladištenje energije električnih vozila zbog svoje velike gustine energije i dugog životnog ciklusa. Tehnologija hlađenja baterije uključuje zračno hlađenje, hlađenje tekućinom, hlađenje materijala s promjenom faze i hlađenje uranjanjem.
Imerzijsko hlađenje se odnosi na direktan kontakt između baterije i rashladne tekućine. Potapanjem baterijskog modula u tečnost, tečnost može ravnodušno apsorbovati toplotu koju generiše baterijski paket kako bi se postigao efekat fizičkog hlađenja. Metoda hlađenja ima sljedeće prednosti: visoke performanse prijenosa topline i ujednačenost temperature, produženi vijek trajanja baterije, termička zaštita i brzo punjenje.
Geometrijska priprema i modeliranje:
Geometrijski tretman se provodi u svemirskom zahtjevu za podjelu fluidnog domena i ćelija baterije. Baterija je uronjena u izolacionu tečnost, a elektroda je direktno u kontaktu sa vazduhom radi vazdušnog hlađenja. Izolacijski fluid teče od dna baterije do vrha baterije, a položaj dijafragme u domenu fluida čini ravnomjernu razmjenu topline baterije za bolje performanse hlađenja. Kompletno pojednostavljenje geometrijskog modela i diskretni model u gme3d.
Nakon što je model diskretizovan, on se modelira u gt-suite-u, koji uključuje dva fluidna domena (hlađenje elektrodama zrakom i hlađenje tekućinom ruba baterije). Protočni i konvekcijski prijenos topline može biti jednostavno ekvivalentan dovršavanjem ekvivalencije dijafragme prolaza protoka u domenu fluida.
U uslovima pražnjenja od 3C, raspodela temperature unutar baterije na kraju pražnjenja pri različitim brzinama protoka rashladne tečnosti:
Pod istim uslovima pražnjenja, uticaj protoka rashladne tečnosti na temperaturu baterije prikazan je na gornjoj slici. Pri različitim protokima može se vidjeti da se najviša temperatura javlja u gornjem desnom kutu baterije.
Za DOE analizu se koristi 1D simulacijski model prolaznog hlađenja potopljene baterije. To uglavnom odražava efikasnost modeliranja i simulacionog proračuna jednodimenzionalne simulacijske analize u ranoj fazi konceptualnog projekta, što može efektivno smanjiti vrijeme modeliranja i simulacije sa tačnošću koja je u skladu sa trodimenzionalnom simulacijom.
