Analyse d’optimisation du système de dissipation thermique de la pile de charge DC pour véhicules électriques
Afin de résoudre le problème de la dissipation thermique de la pile de charge dans les nouvelles conditions de demande telles que l’augmentation de la puissance de sortie, la structure interne complexe et l’environnement de travail extérieur difficile, il est nécessaire d’analyser les caractéristiques thermiques de la pile de chargement. Cet article prend comme objet de recherche une pile de charge CC de 150 kW et établit son modèle de caractéristiques thermiques. La méthode du volume fini est utilisée pour analyser le champ d’écoulement et le champ de température dans la pile de chargement refroidie par air forcé, et le schéma de ventilation et de refroidissement du système est optimisé pour comparer et analyser l’effet de refroidissement de la pile de charge sous la ventilation réelle et le schéma de ventilation amélioré, et les effets de facteurs tels que le volume d’air du ventilateur de la pile et la puissance de sortie sur le champ de température de la pile de charge sont étudiés plus en détail. Les résultats montrent que le schéma d’optimisation de la ventilation amélioré est plus propice à la réduction de la résistance au vent et à l’accélération de la dissipation de la chaleur du système, ce qui fournit une orientation théorique pour le développement de produits de pile de charge CC.
On estime que la fiabilité des composants sera réduite de moitié pour chaque augmentation de 10 °C de la température ambiante [2-6], et que la défaillance des composants affectera la charge fiable de l’ensemble de la pile de chargement. Par conséquent, une conception efficace de dissipation thermique est une partie importante de la conception structurelle de l’équipement de pile de chargement, et c’est également l’un des facteurs importants pour assurer le fonctionnement stable de l’équipement.
Actuellement, la dynamique des fluides numérique (CFD) est devenue un moyen important d’analyser les problèmes de simulation thermique, et l’analyse numérique de la simulation CFD peut fournir une compréhension intuitive de la distribution de vitesse, de la distribution de la température et de la distribution de la pression à n’importe quel endroit du modèle de simulation à l’avance.
La pile de charge DC de 150 kW est composée d’un module d’alimentation, d’un bus DC, d’un système de détection d’isolement AC/DC, d’une alimentation auxiliaire, d’un interrupteur d’entrée et d’une coque, etc. Le logiciel de modélisation est utilisé pour établir un modèle tridimensionnel de la pile de chargement, qui a les dimensions extérieures de 1880 mm×786 mm×695 mm, et la structure est illustrée sur la figure
Cette pile de charge CC adopte le module d’alimentation EVR700-15000, et le module lui-même a 4 ventilateurs soufflant de l’avant vers l’arrière du module, de sorte que la pile de charge adopte le refroidissement par air forcé en installant un ventilateur d’extraction à l’arrière du corps de la pile. Parmi de nombreuses méthodes de refroidissement, la capacité de refroidissement du refroidissement par air de convection forcée est bien meilleure que le refroidissement par air de convection naturelle, et elle est plus simple et plus facile à réaliser que le refroidissement par eau et le refroidissement par huile, avec une fiabilité plus élevée, et c’est la principale méthode de refroidissement pour les appareils d’armoire extérieure couramment utilisés. La principale méthode de dissipation de chaleur pour les appareils d’armoire extérieure couramment utilisés.
Modèle d’analyse de simulation CFD de la pile de chargement
Le module d’alimentation se compose d’entrées et de sorties d’air avant et arrière, de plaques supérieures et inférieures en aluminium zingué, de dissipateurs thermiques internes, etc. Les 10 modules d’alimentation sont disposés dans l’ordre de bas en haut, le bus DC, la pièce de détection AC et DC et l’alimentation auxiliaire sont installés au milieu du 8ème module et du 9ème module d’alimentation, et les contacteurs AC et les interrupteurs d’entrée sont installés au bas du module d’alimentation. Le modèle de volume fini est illustré à la figure 2. Le modèle tridimensionnel est efficacement simplifié en omettant les pièces avec peu de changement dans l’échange de chaleur et le flux d’air. La ventilation réelle de la pile de chargement adopte le chemin de ventilation de l’installation de ventilateurs à l’arrière et en haut du corps de la pile pour extraire l’air, et l’air extérieur entre dans le module à partir des deux orifices d’entrée d’air du corps de la pile et des trous d’entrée d’air en haut et en bas du corps de la pile, puis passe à travers les conduits du module pour évacuer la chaleur par la sortie latérale arrière.
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