小型儲(chǔ)能系統(tǒng)模塊散熱優(yōu)化.pdf

1、當(dāng)前世界能源問題日益突出,一方面人們?cè)诓粩喟l(fā)展各種新型可持續(xù)能源,另一方面在能源的合理、有效應(yīng)用上加大投入。儲(chǔ)能系統(tǒng)在電力資源的生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存和使用等各個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)揮的作用愈發(fā)明顯。儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)而言能起到削峰填谷、改善電能質(zhì)量、緊急備用等作用。磷酸鐵鋰電池作為一種新型電池,以其突出的安全性能越來越受到關(guān)注。在儲(chǔ)能系統(tǒng)領(lǐng)域,美國的A123系統(tǒng)公司和國內(nèi)的比亞迪公司等都制造了MW級(jí)的磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能站。由于磷酸鐵鋰電池合適的工作溫度為0℃-

2、45℃,并且單個(gè)箱體模塊中的電池溫差需要控制在3℃以內(nèi)。對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的電池模塊進(jìn)行散熱設(shè)計(jì)和優(yōu)化就非常必要,因此本課題研究具有十分重要的實(shí)際指導(dǎo)意義。
　　本文以SolidWorks2014為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件,以SolidWorks Flow Simulation為有限元仿真軟件工具,以一款小型儲(chǔ)能系統(tǒng)的電池箱體模塊的散熱設(shè)計(jì)及優(yōu)化為研究對(duì)象。首先,由于溫度的不均勻會(huì)影響電芯模塊的一致性,進(jìn)而影響壽命和安全性。本文測(cè)量了所采用的磷

3、酸鐵鋰電芯的容量、內(nèi)阻、放電平臺(tái)及壽命受溫度的影響。其次,建立了電芯模塊三維模型,并進(jìn)行了合理的簡化。計(jì)算簡化的電芯模塊的熱物理參數(shù):密度、比熱、導(dǎo)熱系數(shù)等。設(shè)定電池模塊在常溫條件下,以1C恒定電流持續(xù)放電,電芯模塊在串行方式下散熱。結(jié)果表明,模塊最高溫度達(dá)41℃,模塊間最高溫度差約為6℃。最后,對(duì)電池箱體的并行散熱方式進(jìn)行了優(yōu)化,并在入口風(fēng)道內(nèi)增加擋板,使得冷卻氣體分成多個(gè)相對(duì)等速的支流,以達(dá)到散熱均勻的目的。通過仿真計(jì)算,最終電池箱