基于双层分形微通道的液冷板散热性能分析

发布时间：2024-03-16 20:41

　　针对锂离子电池的温升特性,建立了一种基于双层分形微通道的液冷板。采用Fluent软件对该模型的散热性能进行仿真分析,在2 C下放电,提高冷却液的流量可以明显降低液冷板的最高温度和温差;降低冷却液的温度可以大幅降低液冷板的最高温度,但温差趋于稳定。对液冷板结构优化,与原有的模型相比,最高温度下降了0.5℃,温差下降了1.7℃,进出口压力差降低了176 Pa。在相同的工况下对优化后的模型和单通道模型进行对比仿真分析,优化后模型最高温度27.9℃,温差3.8℃,进出口压力差下降了83.25%,在更低的冷却泵消耗下能很好地满足电池工作温度要求。设计了验证实验,结果表明实验与仿真结果误差维持在8%以内,液冷板散热效果仿真具有准确性,液冷板散热效果明显。

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【部分图文】：

图１?液冷板结构图??双层通道包括上层的冷却液收集层和下层的冷却液分散??

??对散热模型进行了优化设计，对液冷板的不足之处提出了改??进措施。对优化前后的散热效果进行了对比分析，最后设计了??液冷板散热效果验证实验，证明了仿真结果的准确性，液冷板??散热效果明显。??１模型建立与仿真分析??１．１?ＣＦＤ模型与边界条件??为了缓解电池单通道散热模型温度....

图３?液冷板温度、温差随冷却液流Ｍ的变化曲线??Ｕ）流体域Ｎ格阳?问部放大阁??围２?网格模型??２０２０．１１?Ｖｏｌ．４４?Ｎｏ．?１１??１５８８??

据式（４）进行计算：??Ｒｅ?＝?＾－?（４）??式中：ｐ为密度，ｋｇ／ｍ３；?ｖ为流速，ｍ／ｓ；?ｄ为特征长度，ｍ；?＃为动??力粘度，Ｐａ／ｓ〇??２液冷板散热仿真分析??２．１冷却液流量对液冷板性能的影响??对于本文的液冷板模型，选择０．００１、０．００２、０．００３、０．....

图３?液冷板温度、温差随冷却液流Ｍ的变化曲线??８８??

据式（４）进行计算：??Ｒｅ?＝?＾－?（４）??式中：ｐ为密度，ｋｇ／ｍ３；?ｖ为流速，ｍ／ｓ；?ｄ为特征长度，ｍ；?＃为动??力粘度，Ｐａ／ｓ〇??２液冷板散热仿真分析??２．１冷却液流量对液冷板性能的影响??对于本文的液冷板模型，选择０．００１、０．００２、０．００３、０．....

图４??（ｃ）０．？０５?ｋｇ／ｓ??不同流霣下液冷板温度云图??最高温度达到３３６?Ｋ（６２．８５?温差高达１６．５?＇Ｃ

?ｍｍ持续增加时，压力差减小幅??度开始减缓，那是因为冷却液流动受阻减小，压力损失也逐渐??减小，最后趋于稳定。??经过优化前后散热效果和压力差对比，本文提出的优化??结构降低了液冷板的最高温度和温差并降低了压力差，减小??了冷却系统的耗能，为液冷板的设计与优化提供了依据。??３....

本文编号：3930083