Analiza optymalizacji systemu odprowadzania ciepła na palcach ładowania DC dla pojazdów elektrycznych
Aby rozwiązać problem rozpraszania ciepła z palca ładowania w nowych warunkach zapotrzebowania, takich jak zwiększona moc wyjściowa, złożona struktura wewnętrzna oraz trudne warunki pracy na zewnątrz, konieczne jest przeanalizowanie właściwości termicznych stosu ładowania. Artykuł ten wykorzystuje stos ładowania prądem stałym o mocy 150 kW jako obiekt badawczy i ustanawia jego model charakterystyki termicznej. Metoda skończonej objętości służy do analizy pola przepływu i temperatury w wymuszonym chłodzeniu powietrzem stosie ładowania, a system wentylacji i chłodzenia jest optymalizowany, aby porównywać i analizować efekt chłodzenia palca pod faktyczną wentylacją i ulepszoną wentylacją, a wpływ czynników takich jak objętość powietrza wentylatora i moc wyjściowa pali na pole temperaturowe palca jest dodatkowo badanych. Wyniki pokazują, że ulepszony schemat optymalizacji wentylacji sprzyja redukcji oporu wiatru i przyspieszeniu rozpraszania ciepła systemu, co stanowi teoretyczne wskazówki dla rozwoju produktów do pali ładowania prądem stałym.
Szacuje się, że niezawodność komponentów będzie zmniejszana o połowę przy każdym wzroście temperatury otoczenia o 10°C [2-6], a awaria komponentów wpłynie na niezawodne ładowanie całego stosu ładowania. Dlatego efektywne projektowanie rozpraszania ciepła jest ważnym elementem konstrukcji urządzeń do pali ładunkowych, a także jednym z istotnych czynników zapewniających stabilną pracę urządzenia.
Obecnie obliczeniowa dynamika płynów (CFD) stała się ważnym narzędziem analizy problemów symulacji termicznej, a analiza numeryczna symulacji CFD może zapewnić intuicyjne zrozumienie rozkładu prędkości, temperatury i ciśnienia w dowolnym miejscu modelu symulacyjnego.
Stos ładowania DC o mocy 150kW składa się z modułu zasilania, magistrali DC, systemu detekcji izolacji AC/DC, zasilania pomocniczego, przełącznika wlotowego i obudowy itd. Oprogramowanie modelujące służy do stworzenia trójwymiarowego modelu palca ładującego, który ma wymiary zewnętrzne 1880 mm×786 mm×695 mm, a struktura jest pokazana na Figu
Ten stos ładowania DC wykorzystuje moduł mocy EVR700-15000, a sam moduł ma 4 wentylatory dmuchające z przodu na tylną stronę modułu, więc stos ładowania przyjmuje wymuszone chłodzenie powietrzem, montując wentylator wyciągający po tylnej stronie korpusu pala. Spośród wielu metod chłodzenia, zdolność chłodzenia powietrzem wymuszoną konwekcją jest znacznie lepsza niż naturalnego chłodzenia konwekcyjnym, jest prostsza i łatwiejsza do realizacji niż chłodzenie wodne i olejowe, o wyższej niezawodności i stanowi główną metodę chłodzenia w powszechnie stosowanych urządzeniach szaf zewnętrznych. Główna metoda odprowadzania ciepła dla powszechnie stosowanych zewnętrznych urządzeń szafkowych.
Model analizy symulacyjnej CFD pala ładunkowego
Moduł mocy składa się z przednich i tylnych wlotów i wylotów powietrza, górnych i dolnych płyt pokrytych aluminium oraz wewnętrznych radiatorów itp. 10 modułów mocy jest ułożonych od dołu do góry, magistrala DC, część wykrywająca AC i DC oraz zasilanie pomocnicze są zamontowane pośrodku 8. i 9. modułu mocy, a styczniki AC i włączniki wlotowe są zainstalowane na dole modułu mocy. Model skończonej objętości przedstawiono na Rysunku 2. Model trójwymiarowy jest skutecznie uproszczony przez pominięcie części przy niewielkiej zmianie wymiany ciepła i przepływu powietrza. Rzeczywista wentylacja pala ładunkowego przyjmuje ścieżkę wentylacji poprzez instalację wentylatorów z tyłu i na górze korpusu pala do zasysania powietrza, a powietrze zewnętrzne wchodzi do modułu przez dwa porty wlotu powietrza korpusu pala oraz otwory wlotowe na górze i dole korpusu pala, a następnie przechodzi przez kanały w module, odprowadzając ciepło przez tylny boczny wylot.
Zapraszamy wszystkich głównych producentów palców ładowających do zakupu naszych wentylatorów osiowych i zaoferowania pełnego zestawu rozwiązań!
