Comparación de simulación acoplada de una vía y de dos vías para la investigación térmica de módulos de transferencia de energía inalámbrica vehicular
Autores: Zimmer, Steve; Helwig, Martin; Winkler, Anja; Modler, Niels
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Comparación de simulación acoplada de una vía y de dos vías para la investigación térmica de módulos de transferencia de energía inalámbrica vehicular
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería General
Palabras clave
Gestión térmica
Sistemas de transferencia de energía inalámbrica
Electromagnético
Comportamiento térmico
Acoplamiento unidireccional
Acoplamiento bidireccional
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 32
Citaciones: Sin citaciones
El manejo térmico del módulo vehicular es clave para el diseño de sistemas eficientes de transferencia de energía inalámbrica. Para predecir el comportamiento térmico mediante simulación, se debe tener en cuenta la interacción mutua de los campos electromagnéticos y térmicos. Este acoplamiento multifísico conlleva un esfuerzo computacional extenso. Un enfoque para reducir la complejidad limitando las interdependencias entre los dominios es el acoplamiento unidireccional. Este estudio examinó la aplicabilidad del acoplamiento unidireccional y bidireccional para la predicción del manejo térmico de un módulo ejemplar de transferencia de energía inalámbrica vehicular. El comportamiento electromagnético-térmico del módulo propuesto fue estudiado sistemáticamente mediante experimentos y simulaciones a nivel de componente y módulo. Los estudios realizados mostraron que ambos enfoques de simulación capturan con precisión el comportamiento térmico transitorio de la bobina y ferritas a nivel de componente, mientras que la simulación acoplada de forma unidireccional subestima las pérdidas de potencia causadas por el blindaje en más del 20%, lo que resulta en una diferencia de temperatura en estado estacionario de 15 K. Por lo tanto, a nivel de módulo, el modelo de simulación acoplado de forma bidireccional proporciona una representación más precisa del comportamiento electromagnético-térmico del módulo de almohadilla de automóvil propuesto. Por lo tanto, los autores recomiendan utilizar un enfoque de acoplamiento bidireccional para el dimensionamiento térmico de módulos de transferencia de energía inalámbrica para vehículos eléctricos.
Descripción
El manejo térmico del módulo vehicular es clave para el diseño de sistemas eficientes de transferencia de energía inalámbrica. Para predecir el comportamiento térmico mediante simulación, se debe tener en cuenta la interacción mutua de los campos electromagnéticos y térmicos. Este acoplamiento multifísico conlleva un esfuerzo computacional extenso. Un enfoque para reducir la complejidad limitando las interdependencias entre los dominios es el acoplamiento unidireccional. Este estudio examinó la aplicabilidad del acoplamiento unidireccional y bidireccional para la predicción del manejo térmico de un módulo ejemplar de transferencia de energía inalámbrica vehicular. El comportamiento electromagnético-térmico del módulo propuesto fue estudiado sistemáticamente mediante experimentos y simulaciones a nivel de componente y módulo. Los estudios realizados mostraron que ambos enfoques de simulación capturan con precisión el comportamiento térmico transitorio de la bobina y ferritas a nivel de componente, mientras que la simulación acoplada de forma unidireccional subestima las pérdidas de potencia causadas por el blindaje en más del 20%, lo que resulta en una diferencia de temperatura en estado estacionario de 15 K. Por lo tanto, a nivel de módulo, el modelo de simulación acoplado de forma bidireccional proporciona una representación más precisa del comportamiento electromagnético-térmico del módulo de almohadilla de automóvil propuesto. Por lo tanto, los autores recomiendan utilizar un enfoque de acoplamiento bidireccional para el dimensionamiento térmico de módulos de transferencia de energía inalámbrica para vehículos eléctricos.