Determination of the geometric shape of the air collector for supplying thermal energy to the heating system of electric bus batteries



Cite item

Full Text

Abstract

Operation of electric buses in the winter climatic conditions of Russia is associated with the need to maintain positive temperatures of battery cells of the traction battery, taking into account the maximum available energy at battery temperature plus 20 ... 25 ° C. When operating battery cells that have negative temperatures, the energy of the batteries decreases by 20 ... 25%. The average temperature in the central part of Russia ranges from minus 18 ° C to plus 25 ° C. To ensure the battery operation in the above-mentioned temperature ranges, a thermostating system is installed. Depending on the operating conditions, these systems are performed both liquid and air. For air heating and cooling of the battery, a self-contained air heater is used as a heat source: a generator of heated air gases, and for cooling - supply and exhaust fans. Heated air passes through the collector from the auxiliary heater to the inlet ventilation holes. The geometric shape of the collector affects the flow rates of the air streams blown from the four outlets. Uneven consumption causes improper heating of the battery, which in turn leads to a charge imbalance between the individual battery packs and a decrease in battery capacity. The objective of the study is to determine the geometric shape of the air manifold, which provides equal heat flow through the outlet openings. The solution of this problem was performed by iterative calculations of air flows in various geometric forms of the collector in ANSYS CFX software. The results of calculation of air collectors intended for heating and ventilation of electric bus power batteries are presented in the article. The optimal shape, which ensures an equal flow of heat energy through the outlet holes, is determined.

About the authors

I. V Prokhorov

Bauman Moscow State Technical University

Email: prokhoroviv@yandex.ru

D. O Butarovich

Bauman Moscow State Technical University

Email: buta73@mail.ru
Ph.D.

References

  1. Смирнов А.А., Пикалов Н.А. Определение потребной энергоемкости накопителей электробуса методами имитационного моделирования // Инженерный вестник. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журнал. 2016. № 12. С. 43-52.
  2. Травников А.Н., Бутарович Д.О. Особенности проектирования систем охлаждения современного транспортного тягового электропривода // Инженерный вестник. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журнал. 2017. № 1. С. 1-9.
  3. S. Mahesh, B. Jayaraman and R. Madhumitha. Analysis of air-to-air rotary regenerator for HVAC systems using CFD. // Innovative design and development practices in aerospace and automotive engineering, lecture notes in mechanical engineering, 2017. P. 455-462.
  4. Slawomir Blasiak, Jakub E. Takosoglu, Pawel A. Laski. Flow rate analysis of 3/2 directional pneumatic valve by means of Ansys CFX software. // Technical University of Ostrava, Mechanical Series No. 2, 2014, vol. LX article No. 1984. P. 1-6. doi: 10.22223/tr.2014-2/1984
  5. Кривошеев И. А, Чечулин А. Ю., Хохлова Ю. А. Выбор модели турбулентности при расчете потерь давления в проточной части ГТД с использованием программного комплекса ANSYS CFX // Вестник УГАТУ, 2011. № 2(42). С. 68-73.
  6. Кувичка А.И., Бутарович Д.О. Расчетное определение гидравлической характеристики системы охлаждения тяговых батарей электробуса // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. Журнал. 2017. № 8. С. 128-136.
  7. Карлов А. М., Куфтов А. Ф., Отработка методики численного моделирования трехмерного вязкого течения в осерадиальном колесе центробежного компрессора в программном комплексе ANSYS CFX // Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2012. № 11. С. 69-80.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2017 Prokhorov I.V., Butarovich D.O.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».