中國儲能網(wǎng)訊:儲能電池包的熱管理設計是保證儲能系統(tǒng)安全運行的重要因素?;赟TAR-CCM+平臺對不同冷卻方式的儲能電池包進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。對比分析了傳統(tǒng)間接式液冷、浸沒式冷卻以及優(yōu)化后浸沒式模型的散熱性能,為浸沒式儲能電池包的設計和開發(fā)提供了重要參考。通過仿真與實驗對比,驗證了所提模型的準確性,所提方法可為儲能鋰離子電池包熱管理設計提供指導。
結(jié)論
根據(jù)儲能電池包額定電壓應用需求,設計了傳統(tǒng)間接式液冷、2支路浸沒式冷卻以及優(yōu)化后5支路浸沒式冷卻的1P52S儲能電池包。通過仿真對比分析3種電池包模型在相同工況下的溫度性能表現(xiàn),得出如下結(jié)論。
1)在1 C放電倍率下,對單電芯進行溫度測試與熱仿真,實驗值與仿真結(jié)果最大誤差在5%以內(nèi),驗證了仿真模型的可靠性。
2)在初始環(huán)境為25 ℃,進口流量為12 L/min,溫度為25 ℃,放電倍率為1 C工況下,間接式液冷電池包最大溫度達到38.28 ℃,整包最大溫差達到9.52 ℃,截面最大溫差為9.30 ℃,電芯頂部與底部溫差最大。
3)在相同工況下,2支路浸沒式冷卻電池包最大溫度達到35.59 ℃,整包最大溫差達到9.43 ℃,截面最大溫差為4.17 ℃。相比間接式液冷,整包最大溫度降低了2.69 ℃,整包最大溫差略有改善,截面最大溫差降低了5.13 ℃,單電芯溫度均勻性提升明顯,電芯在靠近液冷板側(cè)溫度偏低,遠離液冷板側(cè)溫度偏高。
4)在相同仿真工況下,優(yōu)化后的5支路浸沒式冷卻電池包最大溫度只有30.69 ℃,整包最大溫差為4.88 ℃,截面最大溫差為3.29 ℃,相比前2種模型,整包最大溫度、最大溫差都有明顯降低,溫度均勻性得到改善,電芯頂部、底部以及兩側(cè)溫差均較小。
5)在相同進口流量下,間接式液冷壓降最大,優(yōu)化后的5支路浸沒式冷卻壓降最小,支路數(shù)量對壓降存在一定影響。