Оптимизация воздушной системы управления теплом для литий-ионных аккумуляторных батарей, покрытых пылью и твердыми частицами

Резюме

В данной работе мы представляем метод адаптивного имитации отжига (ASAM) для оптимизации приближенной квадратичной модели поверхности отклика (QRSM), соответствующей системе управления теплом батареи, покрытой пылью и твердыми частицами, и для компенсации обратного падения температуры путем регулировки комбинации скоростей воздушного потока на входах в систему.

Аннотация

Данное исследование направлено на решение проблемы повышения температуры ячейки и снижения производительности, вызванной пылевыми твердыми частицами, покрывающими поверхность ячейки, путем распределения скоростей воздушного потока на входах в блок охлаждения батареи с целью низкого энергопотребления. Мы принимаем максимальную температуру аккумуляторной батареи при заданной скорости воздушного потока и беспыльной среде в качестве ожидаемой температуры в пыльной среде. Максимальная температура аккумуляторной батареи в запыленной среде решается при различных скоростях входного воздушного потока, которые являются граничными условиями расчетной модели, построенной в программном обеспечении моделирования. Массивы, представляющие различные комбинации скоростей воздушного потока на входах, генерируются случайным образом с помощью алгоритма оптимального латинского гиперкуба (OLHA), где в оптимизирующем программном обеспечении задаются нижний и верхний пределы скоростей, соответствующие температурам выше желаемой температуры. Мы устанавливаем приблизительный QRSM между комбинацией скоростей и максимальной температурой с помощью модуля фитинга программного обеспечения для оптимизации. QRSM оптимизируется на основе ASAM, и оптимальный результат хорошо согласуется с результатом анализа, полученным программным обеспечением для моделирования. После оптимизации скорость потока среднего входного отверстия изменяется с 5,5 м/с до 5 м/с, а общая скорость воздушного потока снижается на 3%. Протокол представляет собой метод оптимизации, одновременно учитывающий энергопотребление и тепловые характеристики системы управления батареями, которая была создана, и он может широко использоваться для улучшения жизненного цикла аккумуляторной батареи с минимальными эксплуатационными затратами.

Введение

С быстрым развитием автомобильной промышленности транспортные средства на традиционном топливе потребляют много невозобновляемых ресурсов, что приводит к серьезному загрязнению окружающей среды и нехватке энергии. Одним из наиболее перспективных решений является разработка электромобилей (EV)^1,2.

Силовые батареи, используемые в электромобилях, могут накапливать электрохимическую энергию, что является ключом к замене транспортных средств на традиционном топливе. Силовые аккумуляторы, используемые в электромобилях, включают литий-ионный аккумулятор (LIB), никель-металлгидридный аккуму....

протокол

ПРИМЕЧАНИЕ: На рисунке 1 показана дорожная карта исследовательских технологий, где используется программное обеспечение для моделирования, симуляции и оптимизации. Необходимые материалы приведены в Таблице материалов.

1. Создание 3D-модели

ПРИМЕЧАНИЕ: Для создания 3D-модели мы использовали Solidworks.

1. Нарисуйте прямоугольник размером 252 мм x 175 мм, выберите Вытягивание бобышки/основания и введите 73. Создайте новую плоскость на расстоянии 4 мм от наружной поверхности.
2. Нарисуйте прямоугольник размером 131 мм x 16 мм и нажмите кнопку Линейный ....

Результаты

В соответствии с протоколом, первые три части являются наиболее важными, которые включают в себя моделирование, построение сетки и симуляцию, все для того, чтобы получить максимальную температуру аккумуляторной батареи. Затем скорость воздушного потока регулируется .......

Обсуждение

Используемая в данном исследовании БТМС была создана на основе системы воздушного охлаждения из-за ее низкой стоимости и простоты конструкции. Из-за низкой теплопередачи производительность системы воздушного охлаждения ниже, чем у системы жидкостного охлаждения и системы охлаждения.......

Материалы

Name	Company	Catalog Number	Comments
Ansys-Workbench	ANSYS	N/A	Multi-purpose finite element method computer design program software.https://www.ansys.com
Isight	Engineous Sogtware	N/A	Comprehensive computer-aided engineering software.https://www.3ds.com
NVIDIA GPU	NVIDIA	N/A	An NVIDIA GPU is needed as some of the software frameworks below will not work otherwise. https://www.nvidia.com
Software
SOLIDWORKS	Dassault Systemes	N/A	SolidWorks provides different design solutions, reduces errors in the design process, and improves product quality www.solidworks.com