Simulación de batería de litio con refrigeración líquida sumergida
La batería de iones de litio se ha utilizado ampliamente en el sistema de almacenamiento de energía de vehículos eléctricos debido a su alta densidad de energía y su larga vida útil. La tecnología de refrigeración de la batería incluye refrigeración por aire, refrigeración por líquido, refrigeración por material de cambio de fase y refrigeración por inmersión
El enfriamiento por inmersión se refiere al contacto directo entre el paquete de baterías y el líquido refrigerante. Al sumergir el módulo de la batería en el líquido, el líquido puede absorber el calor generado por la batería de forma indiferente para lograr el efecto de enfriamiento físico. El método de enfriamiento tiene las siguientes ventajas: alto rendimiento de transferencia de calor y uniformidad de temperatura, mayor duración de la batería, protección contra fugas térmicas y carga rápida.
Preparación geométrica y modelado:
El tratamiento geométrico se lleva a cabo en spaceclaim para dividir el dominio fluido y las celdas de la batería. La batería está sumergida en líquido aislante y el electrodo está directamente en contacto con el aire para enfriarlo. El fluido aislante fluye desde la parte inferior de la batería hasta la parte superior de la batería, y la posición del diafragma del dominio de fluido hace que el intercambio de calor de la batería sea uniforme para un mejor rendimiento de enfriamiento. Simplificación completa del modelo geométrico y modelo discreto en gme3d.
Después de discretizar el modelo, se modela en gt-suite, que incluye dos dominios de fluidos (refrigeración por aire del electrodo y refrigeración por fluido del borde de la batería). La transferencia de calor de flujo y convección puede ser simplemente equivalente completando la equivalencia del diafragma de paso de flujo en el dominio del fluido.
En condiciones de descarga de 3C, la distribución de la temperatura dentro de la batería al final de la descarga a diferentes caudales de refrigerante:
Bajo la misma condición de descarga, la influencia del flujo de refrigerante en la temperatura de la batería se muestra en la figura anterior. Bajo diferentes flujos, se puede ver que la temperatura más alta ocurre en la parte superior derecha de la batería.
El modelo de simulación de transitorios de enfriamiento de batería sumergida 1D se utiliza para el análisis DOE. Refleja principalmente la eficiencia del cálculo de modelado y simulación del análisis de simulación unidimensional en la etapa inicial del proyecto conceptual, lo que puede reducir efectivamente el tiempo de modelado y simulación con una precisión consistente con la de la simulación tridimensional.
