液冷板传热热阻的计算方法|一文了解电池热管理设计中的热阻

文摘   2024-09-30 08:01   江苏  
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电池包热管理设计会遇到接触热阻和导热热阻

导热热阻:指热量在电池包内部以及从电池包向外部散热结构传递过程中遇到的阻碍

电池内部热阻

    • 电池内部的各种材料,如电极、电解质、隔膜等,都具有一定的热阻。这些材料的导热性能不同,会影响热量在电池内部的传递。

    • 例如,电极材料的导热系数较低,可能会导致热量在电极内部积聚,增加电池内部的热阻。电解质的热阻也会影响电池的散热性能,特别是在高倍率充放电时,电解质的温度升高较快,热阻也会相应增加。

散热结构的热阻

    • 液冷散热,液冷板本身也有热阻

    • 风冷通常由散热片、热管、风扇等组成,这些部件本身也具有一定的热阻

接触热阻:指热量在不同的物体间的界面间传递过程中遇到的阻力

电池与散热片接触热阻:

    • 电池表面与散热片之间的接触并非完全理想,存在一定的接触热阻。这主要是由于表面粗糙度、接触压力等因素引起的。

    • 如果接触表面不够平整,实际接触面积会减小,导致接触热阻增大。通过增加接触压力、使用导热界面材料等方法可以降低接触热阻。

可以通过以下方法减小电池包的接触热阻:

    • 改善接触表面质量:接触表面进行精密加工,减小表面粗糙度

    • 增加接触压力:可以通过施加机械外力,增加接触压力


      对于一个流体循环冷却回路而言,冷板只是将器件中的热量带到流体中,最终还是要通过一个换热器将热量排放到冷源(如空气或水)中去。如下图的冷却回路所示,风扇所在的位置便是最终的冷源。

记住:我们把直接与器件在一起的叫做散热器,而把与最终冷源在一起的叫做换热器。

图来源:同上

在这样的一个热量传递的链路中,受到更多关注的非冷板莫属。无数的论文专利,无数的研发打样,都在追求性能更优异的冷板——热阻更低、流阻更小。

既然要PK其他的冷板,就要有一个比试的规则:流阻顾名思义就是冷板前后的压降,而热阻的定义就稍微有点讲究。

      这里,规定了冷却液的入口温度作为对比的基准。然而这里隐含了一个漏洞我们更应该从系统的角度出发,考虑的应是水冷板表面温度与最终冷源温度之差)。

      另外,水冷板的本质是换热器的简化版,有些技术资料用类似换热器效率定义的方法来定义水冷板的效率;水冷板热阻=(冷却液进出口温差)/(冷板表面最高温度-冷却液进口温度)

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专题介绍

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     依托多年理论基础+工程项目经验,课程内容从入门→基础进阶高阶,四个部分逻辑紧密、层层递进,可以帮助新能源电池行业工程师/高校科研/拟进入电池行业就业人员系统地、深入地学习电池仿真技术和电池液冷系统结构设计,胜任锂电新能源行业研发工作,推动提升研发效率和电池研发技术的数字化迭代升级。 


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主讲教师

LEVEL水平线仿真团队,10年+电池热管理仿真工程经验,长期从事电池3维,一维仿真以及联合仿真,具有系统深入的理论和新能源电池工程仿真工程经验。课程在都是基于工程经验进行讲解,让你从小白走向利用软件和经验的角度去分析问题。目前市场上唯一一套工程经验实际出发和软件使用相结对新能源动力电池/储能管理结构设计热管理风冷液冷仿真、直冷仿真仿真各个关键环节进行系统讲解课程,主流的软件:Starccm+、Fluent、hypermesh、Flo-efd、Amesim、catia等

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      2、线上学习+长期辅导答疑:课程采用在线录播形式,学员提供课程仿真源文件+课程模型文件+软件下载+软件基础,VIP群答疑,学员后续学习过程中可长期与专题老师、同学交流。
      3、驱动学术科研,胜任电池研发:帮助学员系统掌握锂电池仿真技术,使学员能够熟练地将仿真分析手段应用到科研实践胜任锂电新能源行业研发工作,推动提升研发效率和电池研发技术的数字化迭代升级。 

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课程大纲与案例展示


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课程S2:精品课程| STARCCM+动力电池热管理仿真| 掌握scdm和starccm热管理仿真技巧课程关键词:热管理基础、Starccm,风冷仿真、液冷仿真、冷却系统仿真,后处理讲解。适合starccm+热管理仿真入门和热管理结构设计学员 

课程S3:精品课程| 基于Fluent动力电池热管理仿真入门到进阶新能源汽车电池、课程关键词:热管理基础、Starccm,风冷仿真、液冷仿真、冷却系统仿真,后处理讲解。适合Fluent热管理仿真入门和热管理结构设计学员。

课程S4:[精品课程]电池热管理复杂策略仿真方法-实现电芯发热量随着SOC和温度变化课程关键词:Starccm,函数控制、电池参数控制、新的仿真方法、提升仿真效率进度。适合Starccm热仿真有一定基础学员。

课程S5:Starccm动力电池直冷相变仿真课程关键词新能源汽车电池、Starccm,直冷相变仿真,后处理讲解。适合Starccm直冷仿真入门到进阶学员。

课程D1:精品课程| 新能源动力电池热管理设计|掌握热管理结构设计入门到进阶:课程关键词:新能源汽车电池、热结构设计、热管理基础、关键零部件性能讲解,热测试。适合热结构设计入门或者热管理仿真学员

课程D2:精品课程| 动力/储能电池热管理结构建模设计/十大章节45技术点掌握热设计高阶技能:课程关键词:热管理系统设计APQP流程、零部件性能和选型特性+系统性能及验证+尺寸链设计+手把手教你画液冷板,适合热管理结构设计有一定基础学员。



案例摘选










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