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實驗搭建
在鋰離子動力電池箱體外部,構造了一整套的加熱、冷卻循環系統,液體換熱系統構造圖如圖3.7所示,箱體外部的零部件有:三通電磁閥、風扇、散熱器、水箱、泵、加熱器。
在構造圖的基礎上,為了驗證鋁制多孔擠壓扁管式溫控板的換熱效果,比較散熱工況下并聯溫控板之間的溫差和沿液體流動方向的溫控板沿程溫差,搭建了試驗臺架。在圖3.7的基礎上增加了轉子流量計、直流穩壓電源、溫度巡檢儀分別用于測試系統流量、控制水泵和風機、測量溫控板的溫度;增加了大功率接觸調壓器和等熱流密度硅橡膠加熱片用于模擬電池發熱并調節發熱功率,硅橡膠加熱片為串聯連接;把電磁閥改為更經濟的手動三向閥。
溫控板雙面粘貼硅橡膠加熱片,考慮到粘貼方便,加熱片大小略小于電池與溫控板的接觸面積,熱電偶單側布置于溫控板兩端,溫度巡檢儀主要是記錄溫控板兩端的溫度。溫控板有四塊,板1的熱電偶布置圖如圖3.9所示,打剖面線處即為硅橡膠加熱片粘貼位置,溫控板下方為進口,上方為出口,測溫點為T1-T3,板2至板4的硅橡膠加熱片粘貼和熱電偶布置同理,測溫點分別為T4- T 12。為了減小疊在一起的溫控板的傳熱量,在溫控板的兩端均墊上灰色紙板。
實驗溫控板的板間溫差
實驗模擬了lc放電下的散熱工況,由于實驗系統件過大,無法放入恒溫箱,所以在室溫1 _5度的情況下執行該工況。在第24min所有的測溫點的溫度均己穩定,測溫點溫度如表3.1所示。
從表3.1中得出,在冷卻工況系統換熱到達穩定時,不同溫控板同一測溫位置處的最大溫差僅為0.3 ℃ , 4塊溫控板之間的最大溫差小于5%,證明本文采用的管路并聯設計合理,4塊溫控板間的流量分配均勻。
實驗單塊溫控板的沿程溫差
對于單塊溫控板各測溫點的溫升情況,以板1為例,測點溫升如圖3.10所示。
由圖3.10可得,在室溫15 ℃,硅橡膠加熱片模擬電池lc放電的工況下,多孔扁管式溫控板一板1的最高溫度為20.4度,最低溫度為16.4度,約20分鐘達到穩態;單個溫控板入口流量約為0.597L/min,單向液體流動沿程為1820 mm,沿程溫差為4度。