אופטימיזציה של מערכת ניהול חום מבוססת אוויר עבור מארזי סוללות ליתיום-יון מאובקים המכוסים בחלקיקים

Summary

כאן, אנו מציגים את שיטת החישול המדומה האדפטיבית (ASAM) כדי למטב מודל משטח תגובה ריבועית משוערת (QRSM) המתאים למערכת ניהול חום סוללה מכוסה חומר חלקיקי מאובק ולמלא את ירידות הטמפרטורה בחזרה על ידי התאמת שילוב מהירויות זרימת האוויר של פתחי המערכת.

Abstract

מחקר זה נועד לפתור את בעיית עליית טמפרטורת התא וירידה בביצועים הנגרמת על ידי חומר חלקיקי מאובק המכסה את פני התא באמצעות הקצאת מהירויות זרימת האוויר בפתחי תיבת הקירור של הסוללה במטרה של צריכת אנרגיה נמוכה. אנו לוקחים את הטמפרטורה המקסימלית של מארז הסוללות במהירות זרימת אוויר מוגדרת ובסביבה נטולת אבק כטמפרטורה הצפויה בסביבה מאובקת. הטמפרטורה המקסימלית של מארז הסוללות בסביבה מאובקת נפתרת במהירויות זרימת אוויר כניסה שונות, שהן תנאי הגבול של מודל הניתוח שנבנה בתוכנת הסימולציה. המערכים המייצגים את שילובי מהירויות זרימת האוויר השונים של כניסות נוצרים באופן אקראי באמצעות אלגוריתם ההיפרקובייה הלטינית האופטימלית (OLHA), כאשר הגבול התחתון והעליון של מהירויות המתאימות לטמפרטורות מעל הטמפרטורה הרצויה נקבעים בתוכנת האופטימיזציה. אנו קובעים QRSM משוער בין שילוב המהירות לטמפרטורה המקסימלית באמצעות מודול ההתאמה של תוכנת האופטימיזציה. ה- QRSM מותאם על בסיס ה- ASAM, והתוצאה האופטימלית תואמת היטב את תוצאת הניתוח המתקבלת על ידי תוכנת הסימולציה. לאחר האופטימיזציה, קצב הזרימה של הכניסה האמצעית משתנה מ-5.5 מטר לשנייה ל-5 מטר לשנייה, ומהירות זרימת האוויר הכוללת יורדת ב-3%. הפרוטוקול כאן מציג שיטת אופטימיזציה בו זמנית בהתחשב בצריכת האנרגיה והביצועים התרמיים של מערכת ניהול הסוללה שהוקמה, וניתן להשתמש בה באופן נרחב כדי לשפר את מחזור החיים של חבילת הסוללות עם עלות הפעלה מינימלית.

Introduction

עם ההתפתחות המהירה של תעשיית הרכב, רכבי דלק מסורתיים צורכים הרבה משאבים שאינם מתחדשים, וכתוצאה מכך זיהום סביבתי חמור ומחסור באנרגיה. אחד הפתרונות המבטיחים ביותר הוא פיתוח כלי רכב חשמליים (EVs)^1,2.

סוללות הכוח המשמשות לרכבים חשמליים יכולות לאגור אנרגיה אלקטרוכימית, שהיא המפתח להחלפת רכבי דלק מסורתיים. סוללות כוח המשמשות בכלי רכב חשמליים כוללות סוללת ליתיום-יון (LIB), סוללת ניקל-מתכת הידריד (NiMH) וקבל חשמלי דו-שכבתי (EDLC)³. בהשוואה לסוללות האחרות, סוללות ליתיום-יון נמצאות כיום בשימוש נרחב כיחידות אחסון אנרגיה ברכב חשמלי בשל יתרונותיהן כגון צפיפות אנרגיה גבוהה....

Protocol

הערה: מפת הדרכים של טכנולוגיית המחקר מוצגת באיור 1, שבו נעשה שימוש בתוכנת המידול, הסימולציה והאופטימיזציה. החומרים הדרושים מוצגים בטבלת החומרים.

1. יצירת מודל תלת מימד

הערה: השתמשנו ב- Solidworks כדי ליצור את מודל התלת-ממד.

1. צייר מלבן בגודל 252 מ"מ x 17.......

Discussion

ה- BTMS המשמש במחקר זה הוקם על בסיס מערכת קירור האוויר בשל עלותו הנמוכה ופשטות המבנה. בגלל יכולת העברת החום הנמוכה, הביצועים של מערכת קירור האוויר נמוכים מאלה של מערכת קירור הנוזל ומערכת קירור חומרי שינוי פאזה. עם זאת, למערכת קירור הנוזל יש את החיסרון של דליפת נוזל קירור, ולמערכת קירור חומרי ש.......

Materials

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