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Étude de simulation d'une batterie cylindrique au lithium

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Étude de simulation d'une batterie cylindrique au lithium

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Les batteries au lithium de puissance sont largement utilisées dans les véhicules à énergie nouvelle en raison de leur densité énergétique élevée, de leur tension élevée, de leur puissance spécifique élevée, de leur bonne performance cyclique et de leur absence de pollution. Pour répondre aux besoins en énergie et en autonomie d'une conduite normale, le nombre de batteries est important et les cellules individuelles sont généralement disposées en série et en parallèle pour former un pack de batteries afin d'économiser l'espace d'installation.



La différence de température individuelle est causée par les différents environnements de dissipation de la chaleur dans le bloc-batterie. Sous l'effet du couplage thermoélectrique, la résistance interne de la batterie à haute température est réduite, ce qui fait augmenter le courant circulant dans la batterie, et l'état du point de charge de la batterie unique devient de plus en plus irrégulier, ce qui accélère la détérioration du bloc-batterie, puis affecte l'efficacité et la durée de vie de la batterie, et présente même de graves risques pour la sécurité. Il est donc nécessaire de mettre en œuvre une gestion thermique efficace pour la performance de dissipation de la chaleur du bloc-batterie et l'incohérence entre les cellules.



La recherche montre que la meilleure plage de température de fonctionnement des batteries au lithium est de 15-35 ℃, le contrôle de la différence de température entre les cellules individuelles ne dépasse pas 5 ℃, la température maximale de sécurité ne dépasse pas 55 ℃, le bloc-batterie peut obtenir de meilleures performances et une meilleure durée de vie.



Bien entendu, il s'agit d'une perspective de recherche, qui ne tient pas compte de l'intensité de la concurrence dans l'industrie et de la demande réelle du marché. C'est pourquoi de nombreuses entreprises recherchent un environnement à température extrême lorsque la batterie fonctionne. C'est précisément parce qu'elles ont des exigences plus élevées en matière de sécurité et de stabilité que les batteries produites par les entreprises peuvent surpasser leurs concurrents en termes de qualité, attirer davantage de clients stables et à long terme, occuper une plus grande part de marché et promouvoir le développement de l'entreprise. GDBELL a une connaissance approfondie de la recherche sur les équipements d'essai de fiabilité environnementale des batteries. Elle occupe une position de leader dans l'industrie en ce qui concerne le contrôle de la température. Pour répondre aux diverses exigences particulières des clients, nous pouvons proposer une solution appropriée afin d'aider les entreprises à mieux réaliser les tests de sécurité et de stabilité des batteries, à optimiser et à améliorer le processus de fabrication des produits grâce à l'analyse des données, et à produire des batteries de meilleure qualité.



Pour en revenir au thème de cet article, la recherche sur la dissipation de la chaleur des piles cylindriques au lithium, nous mentionnerons les technologies courantes de gestion de la chaleur, notamment le refroidissement par air, le refroidissement par liquide et le refroidissement par changement de phase. Comparée à d'autres méthodes de refroidissement, la technologie de refroidissement par air est moins coûteuse et la structure du système est simple. Elle est devenue l'une des solutions les plus couramment utilisées pour la gestion thermique des batteries au lithium de puissance.



Les performances de dissipation thermique du système de refroidissement sont principalement influencées par les propriétés du milieu et la structure de dissipation thermique. Les propriétés du milieu affectent l'efficacité du transfert de chaleur de la surface de la cellule, et la structure de dissipation de la chaleur affecte le champ d'écoulement interne du bloc-batterie, qui à son tour affecte l'efficacité globale de la dissipation de la chaleur. Des expériences et des simulations numériques ont permis d'étudier les performances thermiques du refroidissement par brouillard et de constater que la distribution de la température des cellules est plus uniforme et plus basse avec un système de refroidissement par brouillard qu'avec un système de refroidissement par air sec, et que les performances sont améliorées jusqu'à 45 %.



Des simulations CFD sont effectuées sur le système de refroidissement à air parallèle pour étudier les effets des paramètres de fonctionnement de la cellule et des paramètres structurels sur les performances de refroidissement. Les résultats montrent que la réduction de la température de l'air d'entrée ou l'augmentation du débit d'entrée peut réduire la température maximale de la cellule. La modification de l'angle des chambres d'entrée et de sortie d'air peut améliorer efficacement les performances de refroidissement du système.



Les paramètres optimaux de largeur de la chambre de pression et d'espacement des cellules ont été résolus séparément en combinant l'introduction de la méthode de Newton et la simulation du réseau de résistance à l'écoulement. Le système avec optimisation structurelle basée sur les valeurs de la solution a amélioré de manière significative la performance de refroidissement et a réduit la différence de température maximale du bloc-batterie de plus de 40 %.



Un système refroidi par air avec la technologie thermoélectrique des couples a également été conçu, et les calculs numériques ont montré que la température de la batterie pouvait être maintenue en dessous de 35°C avec une différence de température ne dépassant pas 5°C à des taux de charge et de décharge élevés et à des températures ambiantes supérieures à 40°C.



Conclusion


La modélisation et l'analyse de simulation numérique de la structure de dissipation de la chaleur refroidie par air de l'arrangement de la fourche d'une batterie cylindrique au lithium. Plus les cellules sont proches les unes des autres dans l'enveloppe, meilleur est l'effet de dissipation thermique des cellules. Pour les cellules parallèles à une seule rangée, la température de l'air augmente progressivement et l'effet de dissipation thermique des cellules individuelles se dégrade.


Lorsque la forme, la taille du bloc-batterie et la puissance du ventilateur sont certaines, la performance de dissipation thermique est affectée par la largeur du conduit d'air et la zone d'entrée d'air. Lorsque la largeur du conduit d'air augmente, la zone d'entrée d'air augmente, le volume d'air effectif du conduit d'air augmente et la performance de refroidissement de la batterie est améliorée.




Ce qui précède est une introduction au refroidissement par air et à la dissipation de la chaleur des batteries au lithium. Si vous souhaitez obtenir plus de détails, veuillez nous contacter par le biais du site Web officiel ou par courrier électronique. GDBELL se consacre à la fabrication d'équipements de test de batteries depuis plus de 15 ans. S'appuyant sur une solide équipe d'ingénieurs en recherche et développement et sur une expérience approfondie de la fabrication, GDBELL a répondu aux exigences personnalisées d'innombrables entreprises en matière d'essai de batteries au lithium. La formation des employés de l'entreprise à la gestion des affaires est basée sur le service de vente consultatif de la construction, ce qui rend la communication commerciale ultérieure très fluide, le chiffre d'affaires est très important et la solide équipe après-vente fournit une garantie solide aux clients. Par conséquent, les clients ont une demande constante pour nos produits. La plupart d'entre eux ont établi des relations de coopération dès la première commande et passent continuellement d'autres commandes, ce qui permet à GDBELL d'améliorer encore sa position dans l'industrie. De plus en plus d'entreprises choisissent d'utiliser notre équipement de test de piles au lithium. Après des années de test sur le marché international, les données testées par notre équipement de test ont aidé la plupart des clients et ont été très appréciées. Par conséquent, vous pouvez demander et acheter notre équipement en toute confiance. Notre équipe commerciale vous donnera une réponse satisfaisante dans les 12 heures, dès que possible.