Simulationsstudie eines zylindrischen Lithium-Batterie-Packs

Simulationsstudie eines zylindrischen Lithium-Batterie-Packs

Leistungsstarke Lithiumbatterien werden wegen ihrer hohen Energiedichte, ihrer hohen Spannung, ihrer hohen spezifischen Leistung, ihrer guten Zyklusleistung und ihrer Umweltfreundlichkeit häufig in Fahrzeugen mit neuer Energie eingesetzt. Um die für den normalen Fahrbetrieb erforderliche Energie und Reichweite zu erreichen, ist die Anzahl der Batterien groß, und die einzelnen Zellen werden in der Regel in Reihe und parallel angeordnet, um einen Batteriesatz zu bilden und Bauraum zu sparen.

Der individuelle Temperaturunterschied wird durch die unterschiedlichen Wärmeabgabeumgebungen im Batteriepack verursacht. Unter dem Einfluss der thermoelektrischen Kopplung verringert sich der Innenwiderstand der Batterie bei hohen Temperaturen, wodurch der durch die Batterie fließende Strom ansteigt und der Zustand des einzelnen Batterieladepunkts immer ungleichmäßiger wird, was die Verschlechterung des Batteriepakets beschleunigt und sich auf die Effizienz und Lebensdauer der Batterie auswirkt und sogar ernsthafte Sicherheitsrisiken birgt. Daher ist es notwendig, ein effektives Wärmemanagement für die Wärmeableitungsleistung des Akkupacks und die Inkonsistenz zwischen den Zellen durchzuführen.

Die Forschung zeigt, dass der beste Betriebstemperaturbereich von Lithium-Batterien 15-35 ℃ ist, steuern die Temperaturdifferenz zwischen der einzelnen Zelle nicht mehr als 5 ℃, die maximale sichere Temperatur nicht mehr als 55 ℃, kann die Batterie-Pack bessere Leistung und Lebensdauer zu erhalten.

Natürlich ist dies aus einer Forschungsperspektive, ohne Berücksichtigung der Intensität des Wettbewerbs in der Industrie und der realen Nachfrage auf dem Markt. Daher verfolgen viele Unternehmen die extreme Temperaturumgebung, wenn die Batterie arbeitet. Gerade weil sie höhere Anforderungen an diese Sicherheits- und Stabilitätsdaten haben, können die von den Unternehmen hergestellten Batterieprodukte ihre Konkurrenten in der Qualität übertreffen, mehr langfristige und stabile Kunden anziehen, mehr Marktanteile besetzen und die weitere Entwicklung des Unternehmens fördern. GDBELL hat ein tiefes Verständnis für die Forschung im Bereich der Batterie-Zuverlässigkeitsprüfgeräte. Das Unternehmen nimmt eine führende Position in der Branche für Temperaturkontrolle ein. Für verschiedene spezielle Anforderungen der Kunden können wir eine geeignete Lösung anbieten, um Unternehmen bei der Durchführung von Sicherheits- und Stabilitätstests für Batterien zu unterstützen und den Produktherstellungsprozess durch Datenanalyse zu optimieren und zu verbessern, um qualitativ hochwertigere Batterien zu produzieren.

Zurück zum Thema dieses Artikels, der Untersuchung der Wärmeableitung von zylindrischen Lithiumbatterien, werden wir die üblichen Wärmemanagementtechnologien erwähnen, einschließlich Luftkühlung, Flüssigkeitskühlung und Phasenwechselkühlung. Im Vergleich zu anderen Kühlmethoden hat die Luftkühlung geringere Kosten und eine einfache Systemstruktur. Sie hat sich zu einer der am häufigsten verwendeten Lösungen für das Wärmemanagement von Lithiumbatterien entwickelt.

Die Wärmeableitungsleistung des Kühlsystems wird hauptsächlich von den Medieneigenschaften und der Wärmeableitungsstruktur beeinflusst. Die Medieneigenschaften wirken sich auf die Wärmeübertragungseffizienz der Zelloberfläche aus, und die Wärmeableitungsstruktur wirkt sich auf das interne Strömungsfeld des Batteriepacks aus, was wiederum die gesamte Wärmeableitungseffizienz beeinflusst. Anhand von Experimenten und numerischen Simulationen wird die thermische Leistung der Nebelkühlung untersucht, und es wird festgestellt, dass die Temperaturverteilung in der Zelle bei Verwendung eines Nebelkühlsystems gleichmäßiger und niedriger ist als bei Verwendung eines Trockenluftkühlsystems, und die Leistung wird um bis zu 45 % verbessert.

Für das parallele Luftkühlsystem werden CFD-Simulationen durchgeführt, um die Auswirkungen der Betriebsparameter der Zelle und der strukturellen Parameter auf die Kühlleistung zu untersuchen. Die Ergebnisse zeigen, dass entweder eine Verringerung der Einlasslufttemperatur oder eine Erhöhung des Einlassdurchflusses die maximale Zelltemperatur verringern kann. Eine Änderung des Winkels der Zu- und Abluftkammern kann die Kühlleistung des Systems effektiv verbessern.

Die optimalen Parameter für die Druckkammerbreite und den Zellenabstand wurden separat mit einer Kombination aus der Einführung der Newton-Methode und der Simulation des Strömungswiderstandsnetzwerks gelöst. Das System mit struktureller Optimierung auf der Grundlage der Lösungswerte hat die Kühlleistung deutlich verbessert und die maximale Temperaturdifferenz des Batteriepacks um mehr als 40 % reduziert.

Ein luftgekühltes System mit paarweiser thermoelektrischer Technologie wurde ebenfalls entworfen, und numerische Berechnungen zeigten, dass die Batterietemperatur bei hohen Lade- und Entladeraten und Umgebungstemperaturen von über 40 °C mit einer Temperaturdifferenz von höchstens 5 °C unter 35 °C gehalten werden konnte.

Schlussfolgerung

Die Modellierung und numerische Simulation Analyse der luftgekühlten Wärmeableitung Struktur der zylindrischen Lithium-Batterie Gabel Anordnung. Je näher die Zellen in der Schale liegen, desto besser ist die Wärmeableitung der Zellen. Bei einreihigen parallelen Zellen steigt die Lufttemperatur allmählich an und die Wärmeableitung der einzelnen Zelle wird schlechter.

Wenn die Form, die Größe des Akkupacks und die Leistung des Lüfters feststehen, wird die Wärmeableitung durch die Breite des Luftkanals und die Lufteinlassfläche beeinflusst. Wenn die Breite des Luftkanals zunimmt, vergrößert sich die Lufteinlassfläche, das effektive Luftvolumen des Luftkanals nimmt zu und die Kühlleistung des Akkus wird verbessert.

Das oben genannte ist die Einführung der Luftkühlung und Wärmeableitung von Lithium-Batterie-Pack. Wenn Sie mehr Details wissen wollen, kontaktieren Sie uns bitte über die offizielle Website oder per E-Mail. GDBELL ist seit mehr als 15 Jahren in der Herstellung von Batterieprüfgeräten tätig. Gestützt auf ein starkes Forschungs- und Entwicklungsteam von Ingenieuren und profunde Erfahrung in der Herstellung hat GDBELL die individuellen Anforderungen zahlreicher Unternehmen für Lithium-Batterietests gelöst. Die Ausbildung der Mitarbeiter des Unternehmens im Umgang mit dem Geschäft basiert auf dem Building Advisory Sales Service, wodurch die anschließende Handelskommunikation sehr reibungslos verläuft, der Auftragsumsatz sehr hoch ist und das starke After-Sales-Team den Kunden eine solide Garantie bietet. Die Kunden haben daher eine ständige Nachfrage nach unseren Produkten. Die meisten von ihnen haben bereits bei der ersten Bestellung eine Zusammenarbeit aufgebaut und erteilen kontinuierlich weitere Aufträge, wodurch sich die Position von GDBELL in der Branche weiter verbessert. Immer mehr Unternehmen entscheiden sich für den Einsatz unserer Lithium-Batterie-Testgeräte. Nach jahrelangem Testen auf dem internationalen Markt haben die Daten, die von unseren Testgeräten getestet wurden, den meisten Kunden geholfen und wurden hoch gelobt. Daher können Sie sicher sein, dass Sie unsere Geräte anfragen und kaufen. Unser Geschäftsteam wird Ihnen so schnell wie möglich innerhalb von 12 Stunden eine zufriedenstellende Antwort geben.