有轨电车超级电容模组液冷散热仿真分析

作     者：廖琪 曹小林 邓谊柏 杨耀林 陈挺 LIAO Qi;CAO Xiaolin;DENG Yibo;YANG Yaolin;CHEN Ting

作者机构：中南大学能源科学与工程学院湖南长沙410083 浙江大学电气工程学院浙江杭州310027 宁波中车新能源科技有限公司浙江宁波315112 

出 版 物：《储能科学与技术》 (Energy Storage Science and Technology)

年 卷 期：2024年第13卷第2期

页      面：702-711页

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主　　题：超级电容 热管理 液冷板 数值模拟 

摘      要：超级电容模组因其快速充放电和适应大功率需求的能力被视为有轨电车未来动力电源的发展趋势。然而,在运行和充放电过程中,超级电容模组会产生大量热量,并导致温度在短时间内迅速上升。为解决该问题,本工作提出一种采用微型通道液体冷却的热管理方式,其原理是利用液冷板微型通道内的低温流体对超级电容单体进行冷却,通过改变边界条件确保超级电容模组在不同散热工况下的工作温度始终保持在适宜的范围内。为了比较液冷板性能,本工作设计了三种液冷板微型通道的模型,并使用ANSYS仿真软件对其进行了数值模拟,建立了新型液冷板最高温度预测模型,研究了边界条件对新型液冷板性能的影响。结果表明,design-3液冷板模型具有较好的流动和散热性能,当提高冷却液入口质量流量时,可以有效降低超级电容单体的最大温差和最高温度,改善单体间的均温性。但随着冷却液入口质量流量增至0.35 kg/s后,超级电容单体最高温度降幅逐渐减小,对其散热性能改善有限,提高流量会使热管理系统能量损失增加;当提高冷却液入口温度时,超级电容单体间温差不断减小,但冷却液入口温度对单体的均温性影响不大。