Análise de otimização do sistema de dissipação de calor da pilha de carregamento DC para veículos elétricos
Para resolver o problema de dissipação de calor da pilha de carregamento sob as novas condições de demanda, como aumento da potência de saída, estrutura interna complexa e ambiente de trabalho externo hostil, é necessário analisar as características térmicas da pilha de carregamento. Este artigo toma como objeto de pesquisa a pilha de carregamento DC de 150kW e estabelece seu modelo característico térmico. O método de volume finito é usado para analisar o campo de fluxo e o campo de temperatura na pilha de carregamento refrigerada a ar forçada, e o esquema de ventilação e resfriamento do sistema é otimizado para comparar e analisar o efeito de resfriamento da pilha de carregamento sob a ventilação real e o esquema de ventilação aprimorado, e os efeitos de fatores como o volume de ar do ventilador de pilha e a potência de saída no campo de temperatura da pilha de carregamento são estudados posteriormente. Os resultados mostram que o esquema aprimorado de otimização da ventilação é mais propício para reduzir a resistência ao vento e acelerar a dissipação de calor do sistema, o que fornece orientação teórica para o desenvolvimento de produtos de pilha de carregamento DC.
Estima-se que a confiabilidade dos componentes será reduzida pela metade para cada aumento de 10 ° C na temperatura ambiente [2-6], e a falha dos componentes afetará o carregamento confiável de toda a pilha de carregamento. Portanto, o projeto eficiente de dissipação de calor é uma parte importante do projeto estrutural do equipamento de pilha de carregamento e também é um dos fatores importantes para garantir a operação estável do equipamento.
Atualmente, a Dinâmica de Fluidos Computacional (CFD) tornou-se um meio importante de analisar problemas de simulação térmica, e a análise numérica da simulação CFD pode fornecer uma compreensão intuitiva da distribuição de velocidade, distribuição de temperatura e distribuição de pressão em qualquer local do modelo de simulação com antecedência.
A pilha de carregamento DC de 150kW é composta por módulo de potência, barramento DC, sistema de detecção de isolamento AC/DC, fonte de alimentação auxiliar, interruptor de entrada e invólucro, etc. O software de modelagem é usado para estabelecer um modelo tridimensional da pilha de carregamento, que tem as dimensões externas de 1880 mm × 786 mm × 695 mm, e a estrutura é mostrada na Figu
Esta pilha de carregamento DC adota o módulo de alimentação EVR700-15000, e o próprio módulo tem 4 ventiladores soprando da parte frontal para a parte de trás do módulo, de modo que a pilha de carregamento adota o resfriamento de ar forçado instalando o exaustor na parte de trás do corpo da pilha. Entre muitos métodos de resfriamento, a capacidade de resfriamento do ar de convecção forçada é muito melhor do que o resfriamento do ar por convecção natural, e é mais simples e fácil de realizar do que o resfriamento a água e o resfriamento a óleo, com maior confiabilidade, e é o principal método de resfriamento para dispositivos de gabinete externo comumente usados. O principal método de dissipação de calor para dispositivos de gabinete externo comumente usados.
Modelo de análise de simulação CFD da pilha de carregamento
O módulo de potência consiste em entradas e saídas de ar dianteiras e traseiras, placas superiores e inferiores de alumínio-zincado e dissipadores de calor internos, etc. Os 10 módulos de potência são dispostos em ordem de baixo para cima, o barramento CC, a peça de detecção CA e CC e a fonte de alimentação auxiliar são instalados no meio do 8º módulo e do 9º módulo de potência, e os contatores CA e interruptores de entrada são instalados na parte inferior do módulo de potência. O modelo de volume finito é mostrado na Figura 2. O modelo tridimensional é efetivamente simplificado omitindo as peças com pouca alteração na troca de calor e no fluxo de ar. A ventilação real da pilha de carregamento adota o caminho de ventilação da instalação de ventiladores na parte traseira e na parte superior do corpo da pilha para extrair o ar, e o ar externo entra no módulo pelas duas portas de entrada de ar do corpo da pilha e os orifícios de entrada de ar na parte superior e inferior do corpo da pilha, e depois passa pelos dutos do módulo para descarregar o calor pela saída lateral traseira.
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