集装箱NEC蓄电池储能系统中液冷管道均匀分布的研究

energy storage system (BESS) 关于最大化容量、延伸体系寿命以及进步其安全性至关重要。在本文中，我们提出了一种针对符合要求的电池组的热规划办法。该电池组的热规划分为两个关键部分：电池组耦合传热和流场仿真。经过对单个电池簇进行仿真发现，不均匀的流场散布会导致不同的电池簇温度。因此，提出了两种办法使单个电池簇的流场散布趋于均匀，然后将误差δ操控在10%左右。一种是经过改动三级管道中的压降，选用不同的...孔板尺寸，另一种是经过改动二级管道分支来规划不同的流道分支。结果表明，这两种办法都能将流量误差δ操控在10%以内。本文还讨论了整个电池舱内液冷管道的流量均匀性，经过改动二级管道的管径，使从一级管道分流到每个二级管道的流量保持均匀，然后完成集装箱储能液冷体系中每个电池包入口处流量的均匀散布。

导言

在近期碳排放法规的布景下，我国正在加大对新式及可再生能源的研讨力度。但是，随着可再生能源使用的扩展，风能和光伏发电体系的间歇性和不安稳性给电网的安稳与安全带来了巨大挑战。因此，电力体系中对灵敏且可控资源的需求变得日益重要。具有双向功率调节才能的能量存储体系（ESS）已成为处理将更多可再生能源整合进电网这一复杂问题的可行方案[[1], [2], [3], [4], [5]]。代表性的能量存储办法包含机械能量存储、电能量存储和电化学能量存储。以电池能量存储体系（BESS）为代表的电化学能量存储体系具有比同容量电池能量存储更大的容量以及高适应性等优势[6]。在大规模电网能量存储体系中，一般选用集装箱式BESS，其一般包含九个电池簇，每个电池簇包含八个电池包，并且每个电池包对应一种独立的散热方式。在集装箱式BESS中，电池在充放电时会产生很多热量。研讨表明，电池的能量转换功率在25 °C至40 °C之间可达100%。一旦超出此范围，该效...
BESS的常用冷却介质为空气和液体。不管选用空气冷却还是液体冷却，冷却介质的活动均匀性都会对电池温度产生影响。曩昔许多研讨现已讨论了空气冷却均匀性对BESS体系的影响。Yang等人[11]提出了一种优化体系，经过改动储能电池组风扇的工作方历来改进通风状况。根据风扇方向逻辑操控的冷却和通风方案结构简单且经济性高。Kwon等人[12]在BESS中提出了配备导风板和流体循环主张及冷却功能的数值研讨，发现导风板视点越大、循环次数越高，冷却功能越低；在BESS顶部安装流体循环器可进步冷却流体向下循环的功率，并且随着热泵流量的添加，电池簇的最高温度会下降。Cao等人[13]开发了一个用于BESS的电-热-流耦合模型。该模型集成了BESS的电流、电压、气流速度、压力场和温度散布。所提出的模型能够完成多意图、多物理场的仿真，然后深入了解全体体系功能、研讨不同材料的影响、优化冷却结构并开展热学研讨。Xu等人[14]研讨了ene的空气冷却散热问题...
在工程范畴，BESS一般选用液冷体系，其间chiller首先向一级管道供水，然后将冷却水分配至通往各个电池簇的二级管道。二级管道随后将冷却水分配到三级管道，最终由三级管道将冷却水输送至battery pack。battery pack内含有一块liquid cooling plate，而三级管道最终将冷却水输送到该liquid cooling plate上。在BESS中，一级、二级和三级管道以及liquid-cooled plate都会影响BESS的流体均匀性，但现在已有很多关于liquid cooling plate流体均匀性的研讨。Jin等人[16]开发了一种具有歪斜通道的新式cold plate规划，并将其与传统cold plate进行了比照，结果表明新结构具有优异的冷却功能，平均温度更低且传热系数更高。Qian等人[17]指出，添加通道数量能够进步直通道cold plate的冷却功率。Kong等人[18]研讨了一种蒸腾通道cold plate。结果表明，蒸腾通道能够改进cold plate的流体均匀性，然后提高冷却功能。
上述研讨讨论了液冷板的流体均匀性，但在BESS液冷体系中，一级、二级和三级管路的流体均匀性直接影响每个液冷板的流量散布，从而导致各电池组温度呈现差异。但是，关于这一方面的研讨较为有限。部分文献仅研讨了不同流量条件下单个电池簇的温度变化，极少有研讨讨论集装箱式BESS在不同流量条件下对电池组温度的影响。Huang等人[19]经过讨论初次使用于我国ESS项意图一种热办理体系规划，讨论了液冷的散热功能。经过理论计算和仿真，在规划流量下单个电池簇的温差为3.3 °C。Liu等人[20]使用CFD仿真剖析了不同流量下电池簇的温度特性。经过模拟整个电池簇中的乙二醇活动状况，确定了最佳流量以及每个电池组的最大温差，但其单个电池组的流量误差高达71.6%。Guo等人[21]对储能体系在不同乙二醇流量和不同环境温度下进行了数值仿真。结果证明了热办理的有效性...