Optimierungsanalyse des Wärmeableitungssystems für DC-Ladestapel für Elektrofahrzeuge
Um das Problem der Wärmeableitung des Ladestapels unter den neuen Bedarfsbedingungen wie erhöhter Ausgangsleistung, komplexer interner Struktur und rauer Arbeitsumgebung im Freien zu lösen, ist es notwendig, die thermischen Eigenschaften des Ladestapels zu analysieren. In dieser Arbeit wird ein 150kW DC-Ladestapel als Forschungsobjekt verwendet und sein thermisches Kennlinienmodell erstellt. Das Finite-Volumen-Verfahren wird verwendet, um das Strömungsfeld und das Temperaturfeld in dem zwangsluftgekühlten Chargierstapel zu analysieren, und das Belüftungs- und Kühlschema des Systems wird optimiert, um die Kühlwirkung des Chargierstapels unter der tatsächlichen Belüftung und dem verbesserten Belüftungsschema zu vergleichen und zu analysieren, und die Auswirkungen von Faktoren wie dem Luftvolumen des Florventilators und der Ausgangsleistung auf das Temperaturfeld des Chargierstapels werden weiter untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass das verbesserte Optimierungsschema für die Belüftung förderlicher für die Verringerung des Windwiderstands und die Beschleunigung der Wärmeableitung des Systems ist, was eine theoretische Anleitung für die Produktentwicklung von DC-Ladestapeln bietet.
Es wird geschätzt, dass sich die Zuverlässigkeit von Komponenten mit jedem Anstieg der Umgebungstemperatur um 10 °C halbiert [2-6], und der Ausfall von Komponenten beeinträchtigt die zuverlässige Beschickung des gesamten Chargierstapels. Daher ist eine effiziente Wärmeableitungskonstruktion ein wichtiger Bestandteil der strukturellen Konstruktion von Chargierpfahlanlagen und auch einer der wichtigen Faktoren, um den stabilen Betrieb der Ausrüstung zu gewährleisten.
Derzeit ist Computational Fluid Dynamics (CFD) zu einem wichtigen Mittel zur Analyse thermischer Simulationsprobleme geworden, und die numerische Analyse der CFD-Simulation kann ein intuitives Verständnis der Geschwindigkeitsverteilung, Temperaturverteilung und Druckverteilung an jeder Stelle des Simulationsmodells im Voraus ermöglichen.
Der 150-kW-DC-Ladestapel besteht aus einem Leistungsmodul, einem DC-Bus, einem AC / DC-Isolationserkennungssystem, einer Hilfsstromversorgung, einem Eingangsschalter und einer Hülle usw. Die Modellierungssoftware wird verwendet, um ein dreidimensionales Modell des Ladestapels zu erstellen, der die Außenmaße von 1880 mm×786 mm×695 mm hat, und die Struktur ist in Figu dargestellt
Dieser DC-Ladestapel nimmt das EVR700-15000-Leistungsmodul auf, und das Modul selbst verfügt über 4 Lüfter, die von der Vorder- zur Rückseite des Moduls blasen, sodass der Ladestapel die erzwungene Luftkühlung übernimmt, indem ein Abluftlüfter auf der Rückseite des Stapelkörpers installiert wird. Unter vielen Kühlmethoden ist die Kühlleistung der erzwungenen Konvektionsluftkühlung viel besser als die natürliche Konvektionsluftkühlung, und sie ist einfacher und leichter zu realisieren als Wasserkühlung und Ölkühlung, mit höherer Zuverlässigkeit, und es ist die Hauptkühlmethode für häufig verwendete Schrankgeräte für den Außenbereich. Die Hauptwärmeableitungsmethode für häufig verwendete Schrankgeräte für den Außenbereich.
CFD-Simulationsanalysemodell des Ladepfahls
Das Leistungsmodul besteht aus vorderen und hinteren Luftein- und -auslässen, oberen und unteren aluminiumverzinkten Platten und internen Kühlkörpern usw. Die 10 Leistungsmodule sind in der Reihenfolge von unten nach oben angeordnet, der DC-Bus, das AC- und DC-Erkennungsteil und die Hilfsstromversorgung sind in der Mitte des 8. Moduls und des 9. Leistungsmoduls installiert, und AC-Schütze und Eingangsschalter sind an der Unterseite des Leistungsmoduls installiert. Das Finite-Volumen-Modell ist in Abbildung 2 dargestellt. Das dreidimensionale Modell wird effektiv vereinfacht, indem die Teile weggelassen werden, bei denen sich der Wärmeaustausch und der Luftstrom nur geringfügig ändern. Die eigentliche Belüftung des Chargierstapels nimmt den Belüftungsweg der Installation von Ventilatoren auf der Rückseite und der Oberseite des Stapelkörpers an, um Luft abzusaugen, und die Außenluft tritt aus den beiden Lufteinlassöffnungen des Stapelkörpers und den Lufteinlasslöchern an der Ober- und Unterseite des Stapelkörpers in das Modul ein. und läuft dann durch die Kanäle im Modul, um die Wärme über den hinteren Seitenauslass abzuführen.
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