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可再生能源2025年第10期:储能锂电池组风冷散热性能仿真优化

来源:期刊VIP网 时间:


作者:孔琴;赵斌;周鹏程;陈嘉祥;

单位:长沙理工大学能源与动力工程学院;长沙理工大学电网防灾减灾全国重点实验室;广东顺德创新设计研究院;

摘要:锂离子电池因具有能量密度高、循环寿命长等优点被应用于光储电站中,但其工作温度和温度均匀性显著影响电池的工作性能和使用寿命。因此,强化锂电池的散热、改善锂电池的温度均匀性是目前研究的重点。文章以容量为32 A·h方形磷酸铁锂电池为例,基于锂电池的产热和传热机理,构建了单体锂电池热仿真模型,对比仿真与实验结果,验证了模型的准确性和可靠性。在此基础上,进一步探究了电池组散热性能对不同单因素变化的敏感性,以及多因素交互作用对电池组风冷散热性能的影响,通过正交仿真优化设计,得到了最优的风冷散热结构和运行工况参数。研究表明,当流道结构为I型,且电池排布间距为9 mm,入口风速为0.5m/s时,锂离子电池组的风冷效果最佳。优化后单体电池的最高温度降低了1.1℃,电池组整体的平均温差为3.5℃。

关键词:锂离子电池组;;强制风冷;;散热结构;;多目标优化;;正交设计

基金资助:湖南省教育厅重点项目(22A0217);; 湖南省自然科学基金(2023JJ30048)