การจัดการความร้อน-ในการออกแบบระบบทำความเย็นของแผ่นที่เป็นเนื้อเดียวกัน

พื้นหลัง:

วิธีการทำความเย็นของโมดูลที่มีอยู่ส่วนใหญ่เป็นการระบายความร้อนด้วยน้ำและการระบายความร้อนด้วยอากาศ ในหมู่พวกเขาการระบายความร้อนด้วยอากาศใช้ปริมาณมากในขณะที่ผลการระบายความร้อนไม่เหมาะ สาเหตุหลักประการหนึ่งคือ ค่าสัมประสิทธิ์การพาความร้อนบนพื้นผิวแบตเตอรี่ต่ำ และพื้นที่แลกเปลี่ยนความร้อนถูกจำกัดโดยพื้นที่ผิวของเซลล์ เพื่อให้อากาศถ่ายเทความร้อนของแบตเตอรี่ได้ทันท่วงที ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างเซลล์และอากาศต้องมีขนาดใหญ่เพียงพอ ซึ่งจะทำให้อุณหภูมิของเซลล์สูงขึ้น และลดอายุของเซลล์ การปลดปล่อยตัวเองค่อนข้างเสียเปรียบ ดังนั้นเราจึงตัดสินใจพัฒนาโครงสร้างการระบายความร้อนด้วยอากาศใหม่โดยใช้หลักการทางเทคนิคของแผ่นอุณหภูมิสม่ำเสมอ โครงสร้างการกระจายความร้อนประเภทนี้ช่วยเพิ่มการใช้โครงสร้างโมดูลที่มีอยู่และปริมาณของก้อนแบตเตอรี่ และในขณะเดียวกันก็ปรับปรุงผลการกระจายความร้อนของเซลล์ และลดอุณหภูมิของเซลล์จากระดับของอากาศเย็นที่มีอยู่ โมดูลไปยังระดับที่ต่ำกว่า

แนะนำสั้น ๆ เกี่ยวกับหลักการและลักษณะของแผ่นปรับอุณหภูมิ:

ห้องอบไอเป็นแผ่นที่ล้อมรอบด้วยแผ่นทองแดงสองแผ่นที่มีโพรงอยู่ข้างใน ผนังด้านในของโพรงมีโครงสร้างเส้นเลือดฝอยและรองรับเสาทองแดง ในเวลาเดียวกัน ช่องจะถูกอพยพและเติมด้วยของเหลวทำงานจำนวนหนึ่ง โซนใช้การเปลี่ยนเฟสของของไหลทำงานจากของเหลวเป็นแก๊สเพื่อดูดซับความร้อน และหลังจากถูกควบแน่นเพื่อปล่อยความร้อนที่จุดสิ้นสุดของการควบแน่น เฟสจะเปลี่ยนอีกครั้ง จากแก๊สเป็นของเหลว แล้วจึงกลับสู่โซนระเหยโดยเส้นเลือดฝอย แรงของโครงสร้างเส้นเลือดฝอย โดยหลักการแล้วจะเหมือนกับท่อความร้อน ข้อดีคือ อุณหภูมิบนพื้นผิวของแผ่นปรับอุณหภูมิทั้งหมดมีความสม่ำเสมอมาก และแหล่งความร้อนที่มีพื้นที่ขนาดเล็กและความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนสูงสามารถขยายได้ด้วยการปลอมตัว ลดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนแล้วทำให้เย็นลง

การแนะนำ:

โดยคำนึงถึงขนาดและข้อจำกัดด้านพื้นที่ที่แตกต่างกันของโมดูล เราได้ออกแบบรูปแบบการระบายความร้อนที่แตกต่างกันสองแบบสำหรับแผ่นอุณหภูมิที่สม่ำเสมอ: การออกแบบที่ 1 ของรูปแบบการทำความเย็นแผ่นอุณหภูมิสม่ำเสมอ

แต่ละเซลล์สองเซลล์ (6Ah) ในโมดูลใช้แผ่นปรับอุณหภูมิร่วมกัน และพื้นผิวคู่ด้านบนของแผ่นปรับเสียงสมดุลจะเชื่อมด้วยแผ่นระบายความร้อน ฮีตซิงก์มีท่อระบายอากาศเฉพาะและระบายความร้อนด้วยอากาศ 25℃ ขนาดของแผ่นปรับอุณหภูมิคือ 60*160 และความหนา 5 มม. (หรือทินเนอร์) เพื่อใช้ความกว้างของท่ออากาศที่มีอยู่ระหว่างเซลล์อย่างเต็มที่

หากสันนิษฐานว่าโมดูลมีแบตเตอรี่ 18 ก้อน รวมเป็นไฟฟ้า 0.39KWh (อ้างอิงโครงการ JH และ gw) โครงสร้างการออกแบบแสดงในรูปด้านล่าง:

ฟิลด์การไหลและการจำลองความร้อน:

เพื่อตรวจสอบความสามารถในการกระจายความร้อนของตัวระบายความร้อน จำเป็นต้องจำลองความสามารถในการกระจายความร้อนของตัวระบายความร้อน ใช้ซอฟต์แวร์ Flotherm 9.3 สำหรับการจำลอง

เงื่อนไขขอบเขตการจำลอง:

1. สมมติว่าความเร็วลมเข้าคือ 2m/s ตำแหน่งทางเข้าคือ 100 มม. ที่ด้านหน้าหม้อน้ำ และทางออกคือ 50 มม. หลังหม้อน้ำ ปริมาณอากาศรวมของโมดูลคือ 0.93 ลบ.ม./นาที (32.78CFM)

2. ในการจำลองสภาวะคงตัว พลังงานความร้อนของพื้นผิวด้านล่างของตัวระบายความร้อนคือ 3.5W; พลังงานนี้เป็นพลังงานความร้อนของเซลล์ 6Ah ที่การจ่ายกระแสไฟ 5C และการจ่ายไฟ 5C คำนวณตามสภาพการทำงานของลูกค้า'

3. ท่ออากาศไม่รั่วไหล อากาศทั้งหมดที่เข้าจากทางเข้าไหลผ่านหม้อน้ำแล้วไหลออกจากทางออก แรงดันทางออกคือ 0

4. โดยไม่คำนึงถึงการถ่ายเทความร้อนแบบแผ่รังสี ผนังของโดเมนของสารละลายถูกตั้งค่าเป็นผนังแบบอะเดียแบติก

เงื่อนไขเริ่มต้นการจำลอง:

1. อากาศเข้าคืออากาศในห้องโดยสาร โดยให้ค่าคงที่ 25℃

2. อุณหภูมิเริ่มต้นของฮีตซิงก์คือ 25 องศาเซลเซียส (การจำลองสถานะคงที่)

การตั้งค่ารุ่น:

วัสดุหม้อน้ำคือ Al 6061

พื้นผิวด้านล่างของหม้อน้ำถูกทำให้ร้อนด้วยกำลังคงที่ 3.5W

แบบจำลองสนามการไหลปั่นป่วน