液冷 — CAE用语解说
液冷
老师,液冷在EV电池和功率电子器件中很常见呢。怎样用CAE设计液冷系统?
定义
请教我基础知识。
液冷是通过循环水或冷却液(LLC)等液体从发热体中除去热量的冷却方式。与空冷相比,热传递系数高1~2个数量级,可以处理大的热发密度。EV电池包、逆变器和数据中心服务器是典型的应用场景。
与空冷相比差别有多大?
空冷(自然对流)的热传递系数h约为5~25W/(m²K),液冷根据流速而异但约为500~10,000W/(m²K)。你看,数量级完全不同。不过液冷需要管道、泵、密封件、储液罐等,系统会变得复杂,这是一个权衡。
热解析中的作用
在CAE中怎样进行仿真?
用CFD求解冷却流路内的流速和温度分布,然后通过与发热体的固体-流体耦合传热(CHT:Conjugate Heat Transfer)分析来预测温度。比如,对电池冷却板的流路模式(蛇形vs并联)进行对比评估时会用到CHT。
在流路设计中常见的难点是什么?
温度均一性和压力损失的平衡,这是主要矛盾。细的流路热传递好,但压力损失大,会导致泵的增大和功耗增加。分支流路会因流量分配不均而产生温度不均。我们通过CAE的参数化研究来找到最优的流路形状。
相关术语
请告诉我相关术语。
看来EV时代的液冷设计完全是CAE驱动啊。想试试CHT分析。
可以用OpenFOAM的chtMultiRegionFoam入门。先从简单流路开始试吧。
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