بهينه سازي و شبيه سازي فيوزهاي با طراحي نوين در سيستم ذخيره سازي انرژي خودروهاي هيبريدي با كمك نرم افزار المان محدود كامسول

Optimization and simulation of fuses with a new design in the energy storage system of hybrid vehicles with the help of the finite element software comsol

در استراتژي مرسوم طراحي فيوز براي كاربرد هاي جريان سطح بالا، استفاده بالقوه اي از فيوزهاي كارتريج سنگين و بزرگ مي شود. در پيكربندي معمولي باتري در يك خودرو الكتريكي هيبريدي ، يك فيوز براي هر يك از ماژول ها يا براي هر سلول براي حفاظت دوگانه مي تواند مورد نياز باشد. به عنوان مثال، يك باتري خودرو با چند ماژول مي تواند به هزينه، وزن و حجم قابل توجهي براي محافظت از خود با استفاده از فيوزهاي كارتريجي مرسوم نياز داشته باشد. در اين تحقيق ، استفاده از مدل سازي عناصر محدود و تكنيك هاي شبيه سازي در درك رفتار ويژگي هاي طراحي فيوز جديد، كه بايستي با ايمن سازي آنها در هادي هاي موجود، مورد استفاده قرار گيرد، پيشنهاد مي شود. شبيه سازي دقيق نياز به قطعات واقعي را براي مشخص كردن عملكرد يك طراحي فيوز مشخص را كاهش مي دهد و بدين ترتيب سرعت بخشيدن به فرآيند طراحي را كاهش مي دهد. با استفاده از شبيه سازي المان محدود، مانند COMSOL، طرح هاي فيوز پيچيده با ويژگي هايي مثل سوراخ كردن به جاي نازك كردن مواد مرسوم، با هدف ارائه ثبات ساختاري، براي ارزيابي روش استفاده شد. اين تحقيق، تأييد طراحي فيوز مرسوم در برابر مدل المان محدود را نشان مي دهد و رفتار طراحي يك فيوز معمولي و فيوز باس بار را با استفاده از نتيجه مدل شده مقايسه مي كند. همچنين عملكرد حرارت معادل و تجزيه و تحليل عملكرد ساختاري را نشان مي دهد و كارايي استفاده از ابزاري مانند COMSOL را با مقايسه نتايج شبيه سازي داده هاي آزمايش هاي تجربي ديگر نشان مي دهد.

In the traditional strategy of fuse design for high-level applications, the potential use of heavy-duty cartridge fuses increases. In the typical configuration of the battery in a hybrid electric vehicle, a fuse for each module or for each cell can be required for dual protection. For example, a car battery with multiple modules can require significant cost, weight and volume to protect itself using conventional cartridge fuses. In this study, the use of finite element modeling and simulation techniques is suggested in understanding the behavior of the new fuse design features that should be used to secure them in existing conductors. The precise simulation reduces the need for real pieces to determine the performance of a specific fuse design and thereby reduce the speed of the design process. Using finite element simulations, such as COMSOL, sophisticated fuse designs with features like punching, instead of thinning conventional materials, aimed at providing structural stability, were used to evaluate the method. This research shows the approval of the conventional fuse design against a finite element model and compares the design behavior of a typical fuse and a bus-load fuse using the model result. It also shows the equivalent heat performance and structural performance analysis, and demonstrates the effectiveness of using tools such as COMSOL by comparing the results of simulating experimental experimental data.