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储能电池组冷却性能仿真及液冷板流道优化
2024.05.09 laney.zhao@walmate.com

1. 引言

储能系统因其在平衡电网供需、提升新能源利用率等方面的重要作用,当前已成为推动世界能源发展和变革的主导力量。电化学储能技术成熟,建设周期短,功率和能量可根据不同应用需求灵活配置,充放电响应速度快,可应用于多种场合。


储能系统在充放电的过程中,会伴随着热量的产生,若散热不好会造成电池温度过高或者电池温差较大,轻则导致电池寿命降低,严重时会发 生热失控等安全问题。


本文以某实际项目为蓝本,按照电池包的实际尺寸建立一个热流体仿真模型,详细分析整个散热系统中压力、速度及温度的分布情况,得出系统 热负荷情况,为电池包液冷板流道设计提供结构优化建议。


2. 项目概况

2.1环境信息



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2.3导热硅胶


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2.3导热硅胶


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3 .散热模型


采用液冷方式散热的电池包,由72个280AH电芯和一个液冷板组成。液冷板尺寸为:长为1570mm,宽为960mm,高为42mm,内部设有24条流道。电池包散热模型如下图:


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4. 进水8L/min工况下仿真结果


电芯温度分布18.38-28.77℃,其中,温度最高电芯的温度分布区间为21.46-26.37℃,温度最低电芯的温度分布区间为18.76-26.37℃。如图(a):


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液冷板的温度分布18.00-21.99℃,如图(b):


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流阻约为17KPa,液冷板压力剖面如图(c),液冷板速度剖面如图(d)


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5-结论


本方案中整体温度在18.38-28.77℃之间,最高与最低温电芯温差2.4℃,液冷板整体温度在18.00-21.99℃之间,均温性尚需优化,出现多处高温区域。


对照液冷板压力与速度剖面图可知,液冷板高温区域主要分布在压力、速度较低区域。结合电芯的布置位置,可见液冷板的宽度裕量较大,建议封堵液冷板最外侧两条流道,或适当缩小液冷板宽度来实现更好的散热效果。


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