多物理场耦合下不同因素对大功率液冷充电电缆温度影响的仿真研究

文档名：多物理场耦合下不同因素对大功率液冷充电电缆温度影响的仿真研究
摘要：为解决新能源电动汽车快速补能带来的热效应显著上升和充电电缆线径不可能相应增大的互相矛盾问题,基于电磁-温度-流体多物理场耦合的有限元仿真模型,提出对充电电缆增加主动降温的空间冷却通道,对比分析在不改变缆芯横截面积和环境温度的前提下冷却介质种类、冷却通道结构、冷却液流速对超快速充电场景下充电电缆缆芯温度及载流量的影响.仿真结果表明:冷却通道管径对充电电缆导体温度与载流量影响最大;液冷较强制风冷的冷却效果更为显著;理想的冷却介质流速为0.1～0.15m/s.当缆芯截面积为70mm2、冷却液流速为0.1m/s、冷却介质为乙二醇水溶液、冷却通道与缆芯横截面积之比为1.25时,充电电缆载流量达到600A,温度为49.7℃.相关研究为超快速充电场景下大功率冷却型充电电缆的结构优化与设计提供了参考依据.

Abstract：Toaddressthecontradictionbetweensignificantincreaseinthermaleffectscausedbyrapidenergyreplenishmentofnewenergyelectricvehiclesandtheinabilitytocorrespondinglyincreasethediameterofchargingcables,afiniteelementsimulationmodelbasedonelectromagnetic-thermal-currentmulti-physicscouplingisproposedtoaddaspacecoolingchannelforactivecoolingofchargingcables.Theeffectsofcoolingmediumtype,coolingchannelstructure,andcoolantflowrateonthetemperatureandcurrentcarryingcapacityofchargingcablecoresinoverchargingscenariosarecomparedandanalyzedwithoutchangingthecross-sectionalareaandenvironmentaltemperatureofthecablecores.Thesimulationresultsshowthatthediameterofthecoolingchannelhasthegreatestimpactonthetemperatureandcurrentcarryingcapacityofthechargingcableconductor,thecoolingeffectofliquidcoolingismoresignificantthanthatofforcedaircooling,andtheidealcoolingmediumflowrateis0.1～0.15m/s.Whenthecross-sectionalareaofthecablecoreis70mm2,thecoolantflowrateis0.1m/s,thecoolingmediumisethyleneglycolaqueoussolution,andtheratioofthecoolingchanneltothecross-sectionalareaofthecablecoreis1.25,thechargingcablecurrentcarryingcapacityreaches600A,andthetemperatureis49.7℃.Thestudyprovidesreferenceforthestructuraloptimizationanddesignofhigh-powercoolingchargingcablesinoverchargingscenarios.

作者：贾璐萌  李宏杰  李旭涛  邓若宇  杜剑锋  王安红Author：JIALumeng  LIHongjie  LIXutao  DENGRuoyu  DUJianfeng  WANGAnhong
作者单位：太原科技大学电子信息工程学院,山西太原030024
刊名：广东电力 ISTICPKU
Journal：GuangdongElectricPower
年，卷(期)：2024, 37(6)
分类号：TM246.9U469.72
关键词：超快速充电  充电电缆  载流量  冷却通道  多物理场耦合  
Keywords：ultrafastcharging  chargingcable  currentcarryingcapacity  coolingchannel  multi-physicsfieldcoupling  
机标分类号：TM912U469.72TG146.22
在线出版日期：2024年7月19日
基金项目：国家自然科学基金，山西省研究生教育教学改革项目多物理场耦合下不同因素对大功率液冷充电电缆温度影响的仿真研究[
期刊论文]  广东电力--2024, 37(6)贾璐萌  李宏杰  李旭涛  邓若宇  杜剑锋  王安红为解决新能源电动汽车快速补能带来的热效应显著上升和充电电缆线径不可能相应增大的互相矛盾问题,基于电磁-温度-流体多物理场耦合的有限元仿真模型,提出对充电电缆增加主动降温的空间冷却通道,对比分析在不改变缆芯横...参考文献和引证文献
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2024-12-14 13:58 上传 多物理场耦合下不同因素对大功率液冷充电电缆温度影响的仿真研究.pdf

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