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Level set topology optimization of load carrying battery packs

机译：Level Set拓扑优化负载携带电池组

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In this study, the optimum design of load carrying battery packs that can also exchange heat with a coolant is presented. The level set topology optimization method is used as the design tool. The flow is modeled using the Darcy potential flow, and the heat transfer is modeled using the convection-diffusion equation. The displacement field is computed using a thermo-elasticity model. A multi-objective optimization is used that minimizes a linear combination of structural compliance, average temperature of the battery cells, and the pressure drop across the coolant. As numerical examples, we present a design study of a load carrying battery pack module that is placed inside an aircraft wing. The efficiency of the optimized designs are demonstrated by showcasing their multifunctional nature-they reduce the temperature in the battery cells by exchanging the heat generated with a coolant all the while sustaining a given load.
机译：在这项研究中，提出了可以用冷却剂交换热量的负载电池组的最佳设计。 电平集拓扑优化方法用作设计工具。 流程使用达曲电位流进行建模，并且使用对流扩散方程建模传热。 使用热弹性模型计算位移场。 使用多目标优化，可最大限度地减少结构顺应性，电池单元的平均温度的线性组合，以及冷却剂的压力下降。 作为数值示例，我们介绍了一个装载电池组模块的设计研究，该电池组模块放置在飞机机翼内。 通过展示它们的多功能性质来证明优化设计的效率 - 它们通过在维持给定负载的同时用冷却剂交换通过冷却剂产生的热量来降低电池单元中的温度。

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