هنا ، نقدم طريقة التلدين المحاكي التكيفي (ASAM) لتحسين نموذج سطح الاستجابة التربيعية التقريبي (QRSM) المقابل لنظام إدارة حرارة البطارية المغطى بالجسيمات المتربة والوفاء بانخفاض درجة الحرارة مرة أخرى عن طريق ضبط مجموعة سرعات تدفق الهواء لمداخل النظام.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
تحسين نظام إدارة الحرارة القائم على الهواء لحزم بطاريات الليثيوم أيون المغطاة بالجسيمات المتربة
في هذه المقالة
ملخص
الملخص
تهدف هذه الدراسة إلى حل مشكلة ارتفاع درجة حرارة الخلية وانخفاض أدائها الناجم عن الجسيمات المتربة التي تغطي سطح الخلية من خلال تخصيص سرعات تدفق الهواء عند مداخل صندوق تبريد البطارية بهدف انخفاض استهلاك الطاقة. نأخذ درجة الحرارة القصوى لحزمة البطارية بسرعة تدفق هواء محددة وبيئة خالية من الغبار كدرجة الحرارة المتوقعة في بيئة مغبرة. يتم حل درجة الحرارة القصوى لحزمة البطارية في بيئة مغبرة بسرعات تدفق هواء مدخل مختلفة ، وهي الشروط الحدودية لنموذج التحليل الذي تم إنشاؤه في برنامج المحاكاة. يتم إنشاء المصفوفات التي تمثل مجموعات سرعة تدفق الهواء المختلفة للمداخل بشكل عشوائي من خلال خوارزمية hypercube اللاتينية المثلى (OLHA) ، حيث يتم تعيين الحدود الدنيا والعليا للسرعات المقابلة لدرجات الحرارة فوق درجة الحرارة المطلوبة في برنامج التحسين. نقوم بإنشاء QRSM تقريبي بين مجموعة السرعة ودرجة الحرارة القصوى باستخدام وحدة التركيب لبرنامج التحسين. تم تحسين QRSM بناء على ASAM ، والنتيجة المثلى تتفق بشكل جيد مع نتيجة التحليل التي تم الحصول عليها بواسطة برنامج المحاكاة. بعد التحسين ، يتم تغيير معدل تدفق المدخل الأوسط من 5.5 م / ث إلى 5 م / ث ، وتنخفض سرعة تدفق الهواء الإجمالية بنسبة 3٪. يقدم البروتوكول هنا طريقة تحسين في وقت واحد مع مراعاة استهلاك الطاقة والأداء الحراري لنظام إدارة البطارية الذي تم إنشاؤه ، ويمكن استخدامه على نطاق واسع لتحسين دورة حياة حزمة البطارية بأقل تكلفة تشغيل.
المقدمة
مع التطور السريع لصناعة السيارات ، تستهلك مركبات الوقود التقليدية الكثير من الموارد غير المتجددة ، مما يؤدي إلى تلوث بيئي خطير ونقص في الطاقة. أحد أكثر الحلول الواعدة هو تطوير السيارات الكهربائية (EVs)1,2.
يمكن لبطاريات الطاقة المستخدمة في المركبات الكهربائية تخزين الطاقة الكهروكيميائية ، وهو المفتاح لاستبدال مركبات الوقود التقليدية. تشمل بطاريات الطاقة المستخدمة في المركبات الكهربائية بطارية ليثيوم أيون (LIB) وبطارية هيدريد معدن النيكل (NiMH) ومكثف كهربائي مزدوج الطبقة (EDLC) 3. بالمقارنة مع البطاريات الأخرى ، تستخدم بطاريات الليثيوم أيون حاليا على نطاق واسع....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
البروتوكول
ملاحظة: تظهر خارطة طريق تكنولوجيا البحث في الشكل 1 ، حيث يتم استخدام برامج النمذجة والمحاكاة والتحسين. المواد المطلوبة موضحة في جدول المواد.
1. إنشاء نموذج 3D
ملاحظة: استخدمنا Solidworks لإنشاء نموذج 3D.
- ارسم مستطيلا مقاس 252 مم × 175 مم ، وانقر فوق Extrude Boss / Base ، وأدخل 73. إنشاء طائرة جديدة 4 مم من السطح الخارجي.
- ارسم مستطيلا 131 مم × 16 مم وانقر فوق نمط رسم خطي. أدخل 22 و 6 في التباعد وعدد المثيلات ، على التوالي. حدد الجوانب الأربعة للمستطيل وانقر موافق. أدخل 180 بزاوية وقم بتشغيله مرة أخرى. هذه الخطوة مخصصة ....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
النتائج
باتباع البروتوكول ، تعد الأجزاء الثلاثة الأولى هي الأكثر أهمية ، والتي تشمل النمذجة والشبكات والمحاكاة ، كل ذلك من أجل الحصول على أقصى درجة حرارة لحزمة البطارية. بعد ذلك ، يتم ضبط سرعة تدفق الهواء عن طريق أخذ العينات ، وأخيرا ، يتم الحصول على تركيبة معدل التدفق الأمثل عن طريق التحسين.
يوضح الشكل 9 مقارنة توزيع درجة حرارة حزمة البطارية في بيئات مختلفة ، ويوضح الشكل 10 مق.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المناقشة
تم إنشاء BTMS المستخدم في هذه الدراسة بناء على نظام تبريد الهواء نظرا لتكلفته المنخفضة وبساطة الهيكل. نظرا لانخفاض قدرة نقل الحرارة ، فإن أداء نظام تبريد الهواء أقل من أداء نظام التبريد السائل ونظام تبريد مواد تغيير الطور. ومع ذلك ، فإن نظام التبريد السائل له عيب تسرب غاز التبريد ، ونظام تبريد مواد تغيير الطور له كتلة عالية وكثافة طاقة منخفضة29. أنظمة التبريد هذه لها مزاياها وعيوبها. لذلك ، يمكن إنشاء BTMS من خلال الجمع بين نظام تبريد الهواء ونظام تبريد سائل أو نظام تبريد مواد تغيير الطور لتعزيز أ.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الإفصاحات
ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.
شكر وتقدير
يتم دعم بعض برامج التحليل والتحسين من قبل جامعة تسينغهوا وجامعة كونكوك وجامعة تشونام الوطنية وجامعة موكبو وجامعة تشيبا.
....الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المواد
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| Ansys-Workbench | ANSYS | N / A | برنامج تصميم الكمبيوتر متعدد الأغراض طريقة العناصر المحدودة.https://www.ansys.com |
| برنامج Isight | Engineous Sogtware | N / A | برنامج هندسي شامل بمساعدة الكمبيوتر.https://www.3ds.com |
| NVIDIA GPU | NVIDIA | N / | A هناك حاجة إلى وحدة معالجة الرسومات NVIDIA لأن بعض أطر البرامج أدناه لن تعمل بطريقة أخرى. |
| https://www.nvidia.com برنامج | |||
| SOLIDWORKS | Dassault Systemes | N / A | SolidWorks يوفر حلول تصميم مختلفة ، ويقلل من الأخطاء في عملية التصميم ، ويحسن جودة المنتج www.solidworks.com |
المراجع
- Xia, G., Cao, L., Bi, G. A review on battery thermal management in electric vehicle application. Journal of Power Sources. 367 (1), 90-105 (2017).
- Mahamud, R., Park, C. Reciprocating air flow for Li-ion battery thermal management....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
إعادة الطباعة والأذونات
