Studio di simulazione di un pacco batterie al litio cilindrico

Studio di simulazione di un pacco batterie al litio cilindrico

Le batterie al litio di potenza sono ampiamente utilizzate nei veicoli a nuova energia grazie alla loro elevata densità energetica, all'alta tensione, all'elevata potenza specifica, alle buone prestazioni del ciclo e all'assenza di inquinamento. Per soddisfare l'energia e l'autonomia richieste per la guida normale, il numero di batterie è elevato e le singole celle sono generalmente disposte in serie e in parallelo per formare un pacco batterie e risparmiare spazio di installazione.

La differenza di temperatura individuale è causata dai diversi ambienti di dissipazione del calore nel pacco batterie. Sotto l'effetto dell'accoppiamento termoelettrico, la resistenza interna della batteria ad alta temperatura si riduce, facendo aumentare la corrente che attraversa la batteria e lo stato del singolo punto di carica della batteria diventa sempre più irregolare, accelerando il deterioramento del pacco batteria, con conseguenti ripercussioni sull'efficienza e sulla durata della batteria e persino con gravi rischi per la sicurezza. Pertanto, è necessario effettuare una gestione termica efficace per le prestazioni di dissipazione del calore del pacco batteria e l'incoerenza tra le celle.

Le ricerche dimostrano che il miglior intervallo di temperatura operativa delle batterie al litio è di 15-35 ℃, il controllo della differenza di temperatura tra le singole celle non supera i 5 ℃, la temperatura massima di sicurezza non supera i 55 ℃, il pacco batterie può ottenere migliori prestazioni e durata.

Naturalmente, ciò avviene in una prospettiva di ricerca, senza tenere conto dell'intensità della concorrenza industriale e della domanda reale del mercato. Pertanto, molte imprese perseguono l'ambiente a temperatura estrema quando la batteria lavora. È proprio grazie ai requisiti più elevati in materia di sicurezza e stabilità che le batterie prodotte dalle imprese possono superare la concorrenza in termini di qualità, attirare un maggior numero di clienti stabili e a lungo termine, occupare una maggiore quota di mercato e promuovere l'ulteriore sviluppo dell'impresa. GDBELL ha una profonda conoscenza della ricerca sulle apparecchiature di prova dell'affidabilità ambientale delle batterie. È in una posizione di leadership nel settore del controllo della temperatura. Per i vari requisiti speciali dei clienti, siamo in grado di fornire una soluzione adeguata per aiutare le imprese a svolgere meglio i test di sicurezza e stabilità delle batterie e a ottimizzare e aggiornare il processo di produzione dei prodotti attraverso l'analisi dei dati, producendo batterie di qualità migliore.

Tornando al tema di questo articolo, la ricerca sulla dissipazione del calore della batteria al litio cilindrica, citeremo le comuni tecnologie di gestione del calore, tra cui il raffreddamento ad aria, il raffreddamento a liquido e il raffreddamento a cambiamento di fase. Rispetto ad altri metodi di raffreddamento, la tecnologia di raffreddamento ad aria ha un costo inferiore e una struttura di sistema semplice. È diventata una delle soluzioni più utilizzate per la gestione termica delle batterie al litio di potenza.

Le prestazioni di dissipazione del calore del sistema di raffreddamento sono influenzate principalmente dalle proprietà del mezzo e dalla struttura di dissipazione del calore. Le proprietà dei mezzi influiscono sull'efficienza di trasferimento del calore della superficie della cella, mentre la struttura di dissipazione del calore influisce sul campo di flusso interno del pacco batterie, che a sua volta influisce sull'efficienza complessiva di dissipazione del calore. Attraverso esperimenti e simulazioni numeriche, sono state studiate le prestazioni termiche del raffreddamento a nebbia ed è emerso che la distribuzione della temperatura delle celle è più uniforme e più bassa utilizzando un sistema di raffreddamento a nebbia rispetto a un sistema di raffreddamento ad aria secca e le prestazioni sono migliorate fino al 45%.

Sono state eseguite simulazioni CFD sul sistema di raffreddamento ad aria parallelo per studiare gli effetti dei parametri operativi della cella e dei parametri strutturali sulle prestazioni di raffreddamento. I risultati mostrano che la riduzione della temperatura dell'aria in ingresso o l'aumento della portata in ingresso possono ridurre la temperatura massima della cella. La modifica dell'angolo delle camere d'aria in ingresso e in uscita può migliorare efficacemente le prestazioni di raffreddamento del sistema.

I parametri ottimali della larghezza della camera di pressione e della distanza tra le celle sono stati risolti separatamente utilizzando una combinazione di metodo di Newton e simulazione della rete di resistenza al flusso. Il sistema con l'ottimizzazione strutturale basata sui valori della soluzione ha migliorato significativamente le prestazioni di raffreddamento e ha ridotto la differenza di temperatura massima del pacco batterie di oltre il 40%.

È stato progettato anche un sistema raffreddato ad aria con tecnologia termoelettrica a coppie e i calcoli numerici hanno dimostrato che la temperatura della batteria può essere mantenuta al di sotto dei 35°C con una differenza di temperatura non superiore a 5°C a tassi di carica e scarica elevati e a temperature ambientali superiori a 40°C.

Conclusioni

L'analisi di modellazione e simulazione numerica della struttura di dissipazione del calore raffreddata ad aria di una batteria al litio cilindrica a forcella. Quanto più vicine sono le celle nel guscio, tanto migliore è l'effetto di dissipazione del calore delle celle. Per le celle parallele a fila singola, la temperatura dell'aria aumenta gradualmente e l'effetto di dissipazione del calore della singola cella peggiora.

Quando la forma, le dimensioni del pacco batterie e la potenza della ventola sono certe, le prestazioni di dissipazione del calore sono influenzate dalla larghezza del condotto dell'aria e dall'area di ingresso dell'aria. Quando la larghezza del condotto dell'aria aumenta, l'area di ingresso dell'aria aumenta, il volume d'aria effettivo del condotto dell'aria aumenta e le prestazioni di raffreddamento della batteria migliorano.

Questa è l'introduzione del raffreddamento ad aria e della dissipazione del calore del pacco batterie al litio. Se desiderate conoscere ulteriori dettagli, contattateci tramite il sito web ufficiale o via e-mail. GDBELL è impegnata nel settore della produzione di apparecchiature per il test delle batterie da oltre 15 anni. Basandosi su un forte team di ingegneri per la ricerca e lo sviluppo e su una profonda esperienza di produzione, GDBELL ha risolto i requisiti personalizzati di innumerevoli imprese per il test delle batterie al litio. La formazione dell'azienda per i dipendenti che si occupano di affari si basa sul servizio di vendita Building Advisory, che rende la successiva comunicazione commerciale molto fluida, il fatturato degli ordini è molto considerevole e il forte team post-vendita fornisce una solida garanzia per i clienti. Pertanto, i clienti hanno una domanda costante per i nostri prodotti. La maggior parte di loro ha instaurato rapporti di collaborazione con il primo ordine e continua a fare altri ordini, il che fa sì che la posizione di GDBELL nel settore continui a migliorare. Sempre più imprese scelgono di utilizzare le nostre apparecchiature per il test delle batterie al litio. Dopo anni di test nel mercato internazionale, i dati testati dalla nostra apparecchiatura di prova hanno aiutato la maggior parte dei clienti e sono stati molto apprezzati. Pertanto, potete stare tranquilli nel chiedere e acquistare la nostra attrezzatura. Il nostro team commerciale vi darà una risposta soddisfacente entro 12 ore il prima possibile.