Thermal Management System yog dab tsi?
Thermal Management System
Lub roj teeb thermal tswj, raws li qhov cuam tshuam ntawm qhov kub thiab txias ntawm lub roj teeb kev ua tau zoo, ua ke nrog cov roj teeb hluav taws xob cov yam ntxwv thiab cov txheej txheem tsim hluav taws xob, thiab hauv av nyob rau hauv qhov zoo tshaj plaws nqi / tawm qhov kub ntawm ib lub roj teeb tshwj xeeb, yog cov cuab yeej siv hluav taws xob los yog thermal runaway tshwm sim los ntawm kev kub siab lossis qis qis thaum lub sijhawm ua haujlwm roj teeb. Qhov no yog ua tiav los ntawm kev tsim qauv tsim nyog thiab yog hauv paus hauv cov ntaub ntawv tshawb fawb, electrochemistry, hloov hluav taws xob, molecular dynamics, thiab lwm yam kev qhuab qhia. Kev tswj xyuas qhov ntsuas kub kom tsim nyog yog qhov tseem ceeb rau lub pob roj teeb kom muaj kev ua tau zoo. Yog li ntawd, tsim ib lub tswv yim tswj xyuas thermal tsim nyog rau lithium-ion roj teeb pob yog qhov tseem ceeb rau kev txhim kho tag nrho cov kev ua tau zoo ntawm lub roj teeb.
Lub roj teeb pob thermal tswj qhov system muaj tsib lub luag haujlwm tseem ceeb hauv qab no: ① ntsuas qhov tseeb thiab saib xyuas cov roj teeb kub; ② ua kom muaj cua sov kom zoo thiab ua pa thaum lub roj teeb pob kub siab dhau lawm; ③ cua kub ceev hauv qis- qhov kub thiab txias; ④ Kev ua pa zoo thaum tsim cov pa phem; thiab ⑤ xyuas kom muaj qhov sib txawv ntawm qhov kub thiab txias hauv lub pob roj teeb.
Roj Teeb Pob Thermal Management System Txheej Txheem
Lub siab -kev ua tau zoo roj teeb pob thermal tswj system yuav tsum muaj kev tsim qauv zoo. Tam sim no, muaj ntau txoj kev tsim qauv rau kev tswj xyuas thermal. Feem ntau siv yog lub roj teeb pob thermal tswj qhov system tsim los ntawm National Renewable Energy Laboratory (NREL) hauv Tebchaws Meskas, nws cov txheej txheem tsim muaj xya kauj ruam:
1) Txiav txim siab tus kheej -caliber thiab cov kev xav tau ntawm kev tswj xyuas thermal. Raws li lub roj teeb tus yam ntxwv kub thiab haum rau kev khiav hauj lwm qhov kub thiab txias, txiav txim siab tswj tus kheej -caliber ntawm lub thermal tswj system. Piv txwv li, qhov tsim nyog kev khiav hauj lwm kub rau lithium - ion fais fab roj teeb yog 10 ~ 40℃, nrog ib tug tsawg - kub txwv ntawm 0℃thiab siab - kub txwv ntawm 45℃. Yog li ntawd, tus tsim ntawm lub thermal tswj system yuav tsum, thaum ua tau raws li lub roj teeb qhov kub ntawm kev khiav hauj lwm kub, siv zog ua kom tau raws li lub roj teeb qhov haum rau kev khiav hauj lwm kub.
2) Ntsuas los yog kwv yees module hluav taws xob tsim thiab muaj peev xwm kub. Los ntawm cov roj teeb them nyiaj- cov kev xeem tawm thiab simulation xam raws li lub roj teeb lub peev xwm tshwj xeeb, txiav txim siab qhov cua sov dissipation lossis lub zog cua sov.
3) Kev ntsuam xyuas thawj zaug ntawm kev tswj xyuas thermal, suav nrog kev xaiv cov khoom siv hluav taws xob hloov nruab nrab thiab tsim cov qauv hluav taws xob. Feem ntau, roj teeb txias yog ua tiav los ntawm cua txias lossis kua txias. Cov tshuab cua txias yog qhov yooj yim hauv cov qauv tab sis tsis muaj txiaj ntsig; Cov tshuab ua kua txias yog qhov nyuaj hauv cov qauv tab sis muaj txiaj ntsig zoo. Kuj tseem muaj ntau hom kev siv cua sov, xws li circulating cua kub cua sov, kua ntws cua sov, thiab ncaj qha thermal hluav taws xob cua sov los ntawm lub tshav kub.
4) Ntsuas tus cwj pwm thermal ntawm lub module thiab roj teeb pob. Raws li lub roj teeb pob cov kev ua haujlwm, kwv yees thiab ntsuas cov cua kub dissipation thiab cua sov uas yuav tsum tau ua thaum thov.
5) Kev tsim ua ntej ntawm kev tswj xyuas thermal. Raws li kev txiav txim siab nruab nrab ntawm cov cua sov thiab cov txiaj ntsig ntawm kev ntsuas tus cwj pwm thermal, ua lub hauv paus ntsiab lus thiab kev tsim qauv ntawm thermal tswj system.
6) Tsim thiab sim cov txheej txheem thermal tswj. Tsim cov nplais- nqes los yog tag nrho- teev cov roj teeb thiab cov roj teeb thermal tswj qhov system, thiab txheeb xyuas qhov ua tau zoo ntawm kev tswj xyuas thermal nyob rau hauv simulated cov kev ua haujlwm tiag tiag ntawm lub rooj zaum sim.
7) Ua kom zoo rau kev tswj xyuas thermal. Txhim kho thiab ua kom zoo dua cov kev tswj xyuas thermal raws li qhov kev sim ua tiav.
Cov qauv thiab kev xaiv parameter nyob rau hauv tus txheej txheem tsim ntawm thermal tswj system
Roj teeb Thermal Field xam thiab ntsuas kub
Roj teeb tsis zoo conductors ntawm tshav kub. Paub txog qhov kub ntawm qhov chaw faib khoom tsuas yog tsis txaus kom nkag siab txog lub xeev thermal sab hauv ntawm lub roj teeb. Kev suav cov ntsuas kub sab hauv siv cov qauv lej thiab kwv yees lub roj teeb tus cwj pwm thermal yog ib kauj ruam tseem ceeb hauv kev tsim cov roj teeb thermal tswj tshuab. Tam sim no, cov qauv lej tseem ceeb suav nrog ob- qhov loj me thiab peb- qauv qauv. Ntawm cov no, peb tus qauv -dimensional, vim nws qhov raug zoo heev thiab yoog raws, tau siv dav hauv ntau lub roj teeb thermal tswj. Tus qauv yog raws li nram no:
Qhov twg T yog qhov kub thiab txias;
ρ yog qhov nruab nrab ceev;
c_p yog lub peev xwm kub ntawm lub roj teeb;
λ_x, λ_y, λ_z yog cov thermal conductivity ntawm lub roj teeb nyob rau hauv cov lus qhia x, y, thiab z, feem;
q yog tus nqi hluav taws xob tsim ib chav tsev ntim.
Thermal Management System Thaum tshav kub kub Dissipation Structure Design
Qhov kub ntawm qhov sib txawv ntawm cov roj teeb sib txawv hauv lub thawv roj teeb ua rau muaj kev tsis sib haum xeeb hauv cov roj teeb sab hauv thiab lub peev xwm. Sij hawm dhau mus, qhov no tuaj yeem ua rau overcharge lossis dhau - tso tawm ntawm qee lub roj teeb, cuam tshuam rau lawv lub neej thiab kev ua haujlwm, thiab tsim kom muaj kev nyab xeeb. Qhov kub ntawm qhov sib txawv ntawm cov roj teeb modules nyob rau hauv lub roj teeb lub thawv yog ze ze rau lub roj teeb pob kev npaj. Feem ntau, cov roj teeb nyob hauv nruab nrab zoo li khaws cov cua sov, thaum cov ntawm cov npoo muaj cua sov zoo dua. Yog li ntawd, thaum tsim lub roj teeb pob qauv thiab cov cua kub dissipation, nws yog ib qho tseem ceeb kom paub meej tias cov cua sov dissipation. Noj cov cua txias ua piv txwv, feem ntau muaj ob txoj kev ua pa: series thiab sib npaug, kom ntseeg tau tias cov cua sov tsis sib xws. Airflow tsim yuav tsum ua raws li cov hauv paus ntsiab lus ntawm cov dej mechanics thiab aerodynamics.
Xaiv cov kiv cua thiab ntsuas qhov ntsuas kub
Thaum tsim lub roj teeb thermal tswj qhov system, hom thiab lub zog ntawm lub kiv cua, tus naj npawb ntawm cov ntsuas kub, thiab qhov chaw ntawm cov ntsiab lus ntsuas yuav tsum tau ua tib zoo xaiv.
Siv cov cua txias ua piv txwv, thaum tsim lub tshuab ua kom txias, thaum ua kom muaj qhov txias txias, kev khiav hauj lwm yuav tsum raug txo kom tsawg los txo cov kiv cua nrov thiab lub zog noj, yog li txhim kho tag nrho cov kev ua haujlwm ntawm lub cev. Kev siv hluav taws xob ntawm tus kiv cua tuaj yeem kwv yees los ntawm kev kwv yees kev poob siab thiab ntws tus nqi uas siv cov kev sim, theoretical xam, thiab kua dej dynamics (CFD) txoj kev. Thaum cov ndlwg tsis kam yog tsawg, axial flow kiv cua tuaj yeem txiav txim siab; Thaum cov ndlwg tsis kam yog siab, centrifugal kiv cua yog tsim nyog. Ntawm chav kawm, qhov chaw nyob ntawm tus kiv cua thiab nws cov nqi yuav tsum tau txiav txim siab. Nrhiav qhov zoo tshaj plaws kiv cua tswj lub tswv yim kuj yog ib qho ntawm cov haujlwm ntawm kev tswj xyuas thermal.
Qhov ntsuas kub ntawm cov roj teeb ntim hauv lub thawv roj teeb feem ntau tsis sib xws, yog li ntawd, nws yog ib qho tsim nyog yuav tsum paub qhov thermal field faib ntawm lub roj teeb pob nyob rau hauv cov xwm txheej sib txawv los txiav txim siab qhov ntsuas kub tseem ceeb. Ntau qhov kub thiab txias sensors muab kev ntsuas kub ntau dua, tab sis ua rau cov nqi hluav taws xob ntau dua thiab nyuaj. Nyob ntawm cov ntsiab lus engineering tshwj xeeb, theoretically, finite element tsom xam, infrared thermal imaging nyob rau hauv thwmsim, los yog tiag tiag -lub sij hawm multi-point ntsuas kub yuav siv tau los soj ntsuam thiab ntsuas qhov thermal field faib ntawm cov roj teeb, roj teeb modules, thiab ib tug neeg hlwb, txiav txim seb tus naj npawb ntawm cov ntsuas kub ntsuas thiab nrhiav cov ntsiab lus tsim nyog nyob rau hauv ntau qhov chaw. Kev tsim qauv dav dav yuav tsum xyuas kom meej tias cov ntsuas kub tsis raug rau cov cua txias kom txhim kho qhov tseeb thiab ruaj khov ntawm qhov ntsuas kub. Thaum tsim lub roj teeb, qhov chaw yuav tsum tau tshwj tseg rau cov ntsuas kub; Piv txwv li, qhov qhib qhov tsim nyog tuaj yeem tsim nyob rau hauv qhov chaw tsim nyog. Lub roj teeb pob ntawm Toyota's Prius hybrid electric tsheb muaj 228 tus neeg lub hlwb, thiab kev ntsuas kub yog ua los ntawm 5 qhov ntsuas kub. Lub tsheb npav fais fab fais fab roj teeb uas tsim los ntawm Beijing Institute of Technology siv 6 qhov ntsuas kub ntawm ib lub thawv (saib thaj tsam ncig hauv daim duab 8-16a), teem caij ntawm qhov zoo thiab tsis zoo terminals thiab cov khoom siv hluav taws xob cov ntsiab lus ntawm lub thawv roj teeb, raws li pom hauv daim duab 8-16.
Thermal Management System Tsim thiab siv
Raws li qhov nruab nrab ntawm cov cua sov hloov mus, qhov txias ntawm lub roj teeb pob thermal tswj tshuab tuaj yeem muab faib ua peb hom: cua txias, kua txias, thiab theem hloov cov khoom cua txias. Xav txog cov ntaub ntawv tshawb fawb thiab kev tsim kho thiab cov nqi tsim khoom, qhov zoo tshaj plaws thiab feem ntau siv cov cua sov dissipation system tam sim no siv huab cua ua cua sov dissipation nruab nrab.
Raws li cov qauv cua sov dissipation airflow, cov tshuab cua txias tuaj yeem muab faib ua ob hom: series cua thiab qhov cua sib npaug, raws li pom hauv daim duab 8-17 thiab 8-18, feem.
Hauv kev teeb tsa series, huab cua feem ntau ntws los ntawm ib sab ntawm lub pob roj teeb mus rau lwm qhov kom tshem tawm cov cua sov. Txawm li cas los xij, qhov no airflow nqa cua sov los ntawm cov cheeb tsam nws dhau los ua ntej mus rau thaj chaw nws dhau mus tom qab, ua rau qhov kub tsis sib xws thiab qhov sib txawv ntawm qhov kub thiab txias. Nyob rau hauv ib tug parallel configuration, lub airflow ntawm modules nce vertically, distributing huab cua ntau tusyees thiab ua kom ntseeg tau zoo ib yam kub dissipation thoob plaws hauv lub roj teeb pob.
Kev tswj cov cua sov tuaj yeem muab faib ua cov tshuab ua haujlwm siab thiab ua haujlwm raws li seb lawv puas muaj cov cua sov sab hauv lossis cov khoom cua txias. Passive systems tsis tshua kim thiab yuav tsum tau yooj yim infrastructure; active systems yog complex thiab xav tau ntau zog ntxiv, tab sis muaj kev ua tau zoo dua.
Cov duab 8-19, 8-20, thiab 8-21 qhia schematic daim duab ntawm cov cua kub cua sov thiab cua kub dissipation, feem.
Nyob rau hauv daim duab 8-19 thiab 8-20, txawm hais tias huab cua tau txias thiab cua sov los ntawm lub tsheb cua txias los yog cua sov system, nws tseem yog ib tug passive system. Nrog rau qhov kev ua haujlwm tsis zoo no, vim qhov tsis sib xws ntawm qhov ntsuas kub ntawm cov huab cua nyob ib puag ncig, cov huab cua nyob ib puag ncig yuav tsum ua haujlwm nyob rau hauv qhov kub thiab txias (10 ~ 35 degree) rau kev tswj xyuas kom zoo. Kev khiav hauj lwm nyob rau hauv qhov txias heev los yog kub yuav ua rau muaj kev tsis sib xws ntau dua nyob rau hauv cov roj teeb pob.
Hauv cov tshuab cua sov, ntxiv rau kev qhia cov cua kub rau hauv lub pob roj teeb, lwm txoj hauv kev tuaj yeem siv tau, raws li pom hauv daim duab 8-22 ~ 8-25 (rau cov roj teeb prismatic).
