Uute energiaallikatega sõidukite müügi ja omandiõiguse kasvuga esineb aeg-ajalt ka uute energiaallikatega sõidukite tulekahjusid. Soojushaldussüsteemi disain on kitsaskoht, mis piirab uute energiaallikatega sõidukite arendamist. Stabiilse ja tõhusa soojushaldussüsteemi disain on uute energiaallikatega sõidukite ohutuse parandamiseks väga oluline.
Liitiumioonakude termiline modelleerimine on liitiumioonakude termilise haldamise alus. Nende hulgas on soojusülekande karakteristikute modelleerimine ja soojustekke karakteristikute modelleerimine liitiumioonakude termilise modelleerimise kaks olulist aspekti. Olemasolevates akude soojusülekande karakteristikute modelleerimise uuringutes peetakse liitiumioonakusid anisotroopseks soojusjuhtivusega. Seetõttu on väga oluline uurida erinevate soojusülekande positsioonide ja soojusülekande pindade mõju liitiumioonakude soojuse hajumisele ja soojusjuhtivusele, et kavandada liitiumioonakude jaoks tõhusaid ja usaldusväärseid termilisi haldussüsteeme.
Uurimisobjektina kasutati 50 Ah liitium-raudfosfaat akuelementi, mille soojusülekande omadusi analüüsiti üksikasjalikult ja pakuti välja uus soojushalduse disainiidee. Elemendi kuju on näidatud joonisel 1 ja konkreetsed suuruse parameetrid on toodud tabelis 1. Li-ioonaku struktuur sisaldab üldiselt positiivset elektroodi, negatiivset elektroodi, elektrolüüti, separaatorit, positiivse elektroodi juhet, negatiivse elektroodi juhet, keskklemmi, isoleermaterjali, kaitseklappi, positiivset temperatuurikoefitsienti (PTC) (PTC jahutusvedeliku kütteseade/PTC õhukütteseade) termistor ja aku korpus. Positiivse ja negatiivse pooluse vahele on asetatud eraldaja ning aku südamik moodustatakse mähise teel või poolusgrupp lamineerimise teel. Lihtsusta mitmekihiline elemendi struktuur sama suurusega elemendimaterjaliks ja teosta samaväärne töötlemine elemendi termofüüsikaliste parameetritega, nagu on näidatud joonisel 2. Akuelemendi materjaliks eeldatakse risttahukakujulist üksust, millel on anisotroopsed soojusjuhtivusomadused, ja virnastamissuunaga risti olev soojusjuhtivus (λz) on seatud väiksemaks kui virnastamissuunaga paralleelne soojusjuhtivus (λx, λy).
(1) Liitiumioonaku soojushaldussüsteemi soojuse hajumise võimet mõjutavad neli parameetrit: soojusjuhtivus, mis on risti soojuse hajumise pinnaga, soojusallika keskpunkti ja soojuse hajumise pinna vaheline kaugus, soojushaldussüsteemi soojuse hajumise pinna suurus ning temperatuuride erinevus soojuse hajumise pinna ja ümbritseva keskkonna vahel.
(2) Liitiumioonakude soojushalduse disaini jaoks soojuse hajutamise pinna valimisel on valitud uurimisobjekti külgmine soojusülekande skeem parem kui alumise pinna soojusülekande skeem, kuid erineva suurusega ruudukujuliste akude puhul on vaja arvutada erinevate soojuse hajutamise pindade soojuse hajutamise võime, et määrata kindlaks parim jahutuskoht.
(3) Valemit kasutatakse soojuseraldusvõime arvutamiseks ja hindamiseks ning numbrilist simulatsiooni kasutatakse tulemuste täieliku järjepidevuse kontrollimiseks, mis näitab, et arvutusmeetod on tõhus ja seda saab kasutada viitena ruudukujuliste lahtrite soojusjuhtimise kavandamisel.BTMS)
Postituse aeg: 27. aprill 2023
