Estudio de simulación de una batería de litio cilíndrica

Estudio de simulación de una batería de litio cilíndrica

Las baterías de litio se utilizan mucho en los vehículos de nueva energía por su alta densidad energética, alto voltaje, alta potencia específica, buen rendimiento cíclico y ausencia de contaminación. Para satisfacer las necesidades de energía y autonomía de la conducción normal, el número de baterías es elevado, y las celdas individuales suelen disponerse en serie y en paralelo para formar un paquete de baterías que ahorre espacio de instalación.

La diferencia de temperatura individual se debe a los distintos entornos de disipación de calor en el pack de baterías. Bajo el efecto del acoplamiento termoeléctrico, la resistencia interna de la batería con alta temperatura se reducirá, lo que hace que la corriente que fluye a través de la batería aumente, y el estado del punto de carga de la batería individual se vuelve cada vez más desigual, lo que acelera el deterioro del paquete de baterías, y luego afecta a la eficiencia y la vida útil de la batería, e incluso tiene graves riesgos de seguridad. Por lo tanto, es necesario llevar a cabo una gestión térmica eficaz para el rendimiento de disipación de calor del paquete de baterías y la inconsistencia entre las células.

La investigación muestra que el mejor rango de temperatura de funcionamiento de las baterías de litio es de 15-35 ℃, controlar la diferencia de temperatura entre la célula única no exceda de 5 ℃, la temperatura máxima de seguridad no exceda de 55 ℃, el paquete de baterías puede obtener un mejor rendimiento y vida útil.

Por supuesto, esto es desde una perspectiva de investigación, sin tener en cuenta la intensidad de la competencia de la industria y la demanda real del mercado. Por lo tanto, muchas empresas persiguen el ambiente de temperatura extrema cuando la batería funciona. Precisamente porque tienen mayores exigencias en cuanto a estos datos de seguridad y estabilidad, los productos de batería fabricados por las empresas pueden superar a sus competidores en calidad, atraer a más clientes estables y a largo plazo, ocupar más cuota de mercado y promover el desarrollo ulterior de la empresa. GDBELL tiene un profundo conocimiento de la investigación sobre equipos de prueba de fiabilidad medioambiental de baterías. Ocupa una posición de liderazgo en el sector del control de temperatura. Para los diversos requisitos especiales de los clientes, podemos dar una solución adecuada para ayudar a las empresas a realizar mejor las pruebas de seguridad y estabilidad de las baterías, y optimizar y actualizar el proceso de fabricación del producto mediante el análisis de datos, Producir baterías de mejor calidad.

Volviendo al tema de este artículo, la investigación sobre la disipación del calor de la batería cilíndrica de litio, mencionaremos las tecnologías comunes de gestión del calor, incluyendo la refrigeración por aire, la refrigeración por líquido y la refrigeración por cambio de fase. En comparación con otros métodos de refrigeración, la tecnología de refrigeración por aire tiene un coste inferior y una estructura de sistema sencilla. Se ha convertido en una de las soluciones más utilizadas para la gestión térmica de la batería de litio de potencia.

El rendimiento de la disipación térmica del sistema de refrigeración depende principalmente de las propiedades del medio y de la estructura de disipación térmica. Las propiedades del medio afectan a la eficiencia de la transferencia de calor de la superficie de la célula, y la estructura de disipación de calor afecta al campo de flujo interno de la batería, que a su vez afecta a la eficiencia global de disipación de calor. Mediante experimentos y simulaciones numéricas, se investiga el rendimiento térmico de la refrigeración por niebla, y se comprueba que la distribución de la temperatura de la célula es más uniforme y baja utilizando un sistema de refrigeración por niebla que utilizando un sistema de refrigeración por aire seco, y el rendimiento mejora hasta un 45%.

Se realizan simulaciones CFD del sistema de refrigeración por aire en paralelo para estudiar los efectos de los parámetros de funcionamiento de la célula y los parámetros estructurales en el rendimiento de la refrigeración. Los resultados muestran que tanto la reducción de la temperatura del aire de entrada como el aumento del caudal de entrada pueden reducir la temperatura máxima de la célula. El cambio del ángulo de las cámaras de aire de entrada y salida puede mejorar eficazmente el rendimiento de refrigeración del sistema.

Los parámetros óptimos de anchura de la cámara de presión y separación entre celdas se resolvieron por separado mediante una combinación de introducción del método de Newton y simulación de redes de resistencia al flujo. El sistema con optimización estructural basada en los valores de solución ha mejorado significativamente el rendimiento de refrigeración y ha reducido la diferencia de temperatura máxima del paquete de baterías en más de un 40%.

También se diseñó un sistema refrigerado por aire con tecnología termoeléctrica por parejas, y los cálculos numéricos mostraron que la temperatura de la batería podía mantenerse por debajo de 35 °C con una diferencia de temperatura no superior a 5 °C a altas velocidades de carga y descarga y temperaturas ambiente superiores a 40 °C.

Conclusión

El análisis de modelado y simulación numérica de la estructura de disipación de calor refrigerada por aire de la disposición cilíndrica en horquilla de las pilas de litio. Cuanto más cerca están las celdas en la horquilla, mejor es el efecto de disipación de calor de las celdas. En el caso de las celdas paralelas de una sola fila, la temperatura del aire aumenta gradualmente y el efecto de disipación de calor de una sola celda empeora.

Cuando la forma, el tamaño de la batería y la potencia del ventilador son determinadas, el rendimiento de la disipación de calor se ve afectado por la anchura del conducto de aire y el área de entrada de aire. Cuando aumenta la anchura del conducto de aire, aumenta el área de entrada de aire, aumenta el volumen de aire efectivo del conducto de aire y mejora el rendimiento de refrigeración de la batería.

Lo anterior es la introducción de la refrigeración por aire y la disipación de calor del paquete de baterías de litio. Si desea conocer más detalles, póngase en contacto con nosotros a través del sitio web oficial o por correo electrónico. GDBELL lleva más de 15 años dedicándose a la fabricación de equipos de prueba de baterías. Contando con un sólido equipo de ingenieros de I+D y una profunda experiencia en fabricación, GDBELL ha resuelto los requisitos personalizados de innumerables empresas en materia de pruebas de baterías de litio. La formación de los empleados de la empresa en el trato con las empresas se basa en el servicio de ventas Building Advisory, lo que hace que la comunicación comercial posterior sea muy fluida, que el volumen de pedidos sea muy considerable y que el fuerte equipo de posventa ofrezca una sólida garantía a los clientes. Por lo tanto, los clientes tienen una demanda constante de nuestros productos. La mayoría de ellos han establecido relaciones de cooperación con el primer pedido y continuamente hacen más pedidos, lo que hace que la posición de GDBELL en la industria siga mejorando. Cada vez más empresas optan por utilizar nuestros equipos de prueba de baterías de litio. Tras años de pruebas en el mercado internacional, los datos comprobados por nuestros equipos de prueba han ayudado a la mayoría de los clientes y han sido muy elogiados. Por lo tanto, puede estar seguro de preguntar y comprar nuestros equipos. Nuestro equipo comercial le dará una respuesta satisfactoria en 12 horas lo antes posible.