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에너지 저장 배터리 팩 냉각 성능 시뮬레이션 및 액체 냉각판 흐름 채널 최적화
2024.04.30 laney.zhao@walmate.com

1-서론

전력망 프로세스의 균형을 맞추고 새로운 에너지의 활용률을 향상시키는 중요한 역할로 인해 에너지 저장 시스템은 세계 에너지의 개발과 변화를 촉진하는 선도적인 힘이 되었습니다. 

전기화학적 에너지 저장기술이 성숙하고, 건설 기간이 짧으며, 다양한 애플리케이션 요구에 따라 전력과 에너지를 유연하게 구성할 수 있고, 충전 및 방전 응답 속도가 빠르고, 다양한 경우에 사용할 수 있습니다.

에너지 저장 시스템의 충전 및 방전 과정에서 열이 발생하며, 방열이 좋지 않으면 배터리 온도가 너무 높거나 배터리 온도 차이가 커져 배터리 수명이 단축될 수 있습니다.심각한 경우 열폭주 등 안전 문제가 발생할 수 있습니다.

본 글은 실제 프로젝트를 기반으로 배터리 팩의 실제 크기에 따른 열유체 시뮬레이션 모델을 구축하고 전체 냉각 시스템의 압력, 속도, 온도 분포를 자세히 분석하고 시스템 열부하 상황을 파악합니다. , 이는 배터리 팩의 액체 냉각판 흐름입니다. Road Design은 구조적 최적화 제안을 제공합니다.


2-프로젝트 개요

2.1환경 정보

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2.2열원 장치 사양 정보:

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2.3열전도성 실리콘

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3-방열 모델

배터리 팩은 72개의 280AH 셀과 액체 냉각판으로 구성된 액체 냉각을 사용하여 열을 발산합니다.액체 냉각판의 크기는 길이 1570mm, 너비 960mm, 높이 42mm, 내부 흐름 채널 24개입니다.배터리 팩 방열 모델은 다음과 같습니다.


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냉각 시스템 모델


4-8L/min의 물 유입 조건에서의 시뮬레이션 결과

배터리 코어의 온도 분포는 18.38~28.77°C이며, 그중 최고 온도 배터리 코어의 온도 분포 범위는 21.46~26.37°C이고, 최저 온도 배터리 코어의 온도 분포 범위는 18.76~28.77°C입니다. 26.37°C그림 (a):

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그림 (b)에 표시된 것처럼 액체 냉각판의 온도 분포는 18.00-21.99℃입니다.


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(b) 수냉판 온도 프로파일


흐름 저항은 약 17KPa 이고, 수냉판 압력 단면은 그림 (C), 수냉판 속도 단면은 그림 (D):


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(c) 액체 냉각 판 압력 프로파일

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(d) 액체 냉각판 속도 프로파일


5-결론

이 솔루션에서 전체 온도는 18.38~28.77℃이고, 가장 높은 배터리 코어와 가장 낮은 배터리 코어 사이의 온도 차이는 2.4℃이며, 액체 냉각판의 전체 온도는 18.00~21.99℃ 사이입니다. 온도 균일성은 여전히 필요합니다. 최적화되고 고온 영역이 많습니다.

수냉식 판의 압력과 속도 프로파일을 비교해 보면, 수냉식 판의 고온 영역은 주로 압력과 속도가 낮은 영역에 분포되어 있음을 알 수 있습니다.배터리 셀의 레이아웃 위치와 결합하여 액체 냉각판의 폭 여유가 크다는 것을 알 수 있습니다. 액체 냉각판의 가장 바깥쪽 흐름 채널 두 개를 차단하거나 액체의 폭을 적절하게 줄이는 것이 좋습니다. 더 나은 방열 효과를 달성하기 위해 냉각판.


열 설계 및 경량화에 대한 기술과 정보를 정기적으로 업데이트하고 참고할 수 있도록 공유하겠습니다. Walmate에 관심을 가져주셔서 감사합니다.