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基于储能用280Ah风冷电池包流道结构和导流板的协同优化
1
作者
刘顺新
李昊阳
+2 位作者
张建兴
曾光
许令平
《储能科学与技术》
北大核心
2025年第5期1806-1817,共12页
传统风冷电池包热管理系统具有结构简单、成本低廉等优点,但冷却均匀性差和局部过热问题限制了其在高功率密度应用中的表现。针对该问题,基于流体力学和传热学原理,设计了两种不同的流道结构和一种新型风冷导流板。利用仿真软件Fluent,...
传统风冷电池包热管理系统具有结构简单、成本低廉等优点,但冷却均匀性差和局部过热问题限制了其在高功率密度应用中的表现。针对该问题,基于流体力学和传热学原理,设计了两种不同的流道结构和一种新型风冷导流板。利用仿真软件Fluent,结合Bernardi生热理论、Realizable k-ε湍流模型及流固耦合边界条件,对双“Z”型和双“U”型流道结构的热性能进行了详细分析,最终选定双“Z”型流道结构进一步分析导流板的有无配置、不同孔边长及入口风速对电池组温度场和流场分布的影响。结果显示,添加导流板可以有效优化流量分布,提升电池组内部温度的均匀性;降低导流板孔边长能够显著降低最高温度。增大入口风速同样能改善电池组的最高温度并平衡内部温差。本工作开发的新型微多孔板风冷热管理单元,能够快速释放方块状电池在大倍率工作时产生的热量,显著提升储能电池组的使用寿命和安全可靠性。
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关键词
风冷系统
导流板
流道结构
温度流速分布
散热性能
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职称材料
基于双通道并行串联式液冷板下锂电池温升特性数值分析
2
作者
刘顺新
许令平
+2 位作者
张建兴
曾光
李昊阳
《储能科学与技术》
北大核心
2025年第4期1496-1506,共11页
在锂电池储能系统的散热方式中,液冷散热系统具有明显优势,但不同的液冷板、不同的液冷结构形式,对液冷散热系统性能有着显著的影响。为解决锂电池的热安全问题,借助ANSYS FLUENT对容量为280 Ah的锂离子电池进行数值分析,构建起基于Bern...
在锂电池储能系统的散热方式中,液冷散热系统具有明显优势,但不同的液冷板、不同的液冷结构形式,对液冷散热系统性能有着显著的影响。为解决锂电池的热安全问题,借助ANSYS FLUENT对容量为280 Ah的锂离子电池进行数值分析,构建起基于Bernardi生热率、流体动量守恒方程和能量守恒方程的锂电池三维瞬态生热模型,模拟锂电池组高倍率工作状态下温度场的变化,研究在该状态下一种双通道并行串联式液冷板的三种不同连接方式的降温效果,分析冷却液流速、冷却液初始温度以及液冷板流道高度对锂电池组降温效果的影响,获得该液冷板的最优降温方案。结果表明,在三种连接方案中,第三种正反交替式连接方案锂电池组散热性能最佳,且使得电池组受热更均匀;基于第三种连接方案,增加冷却液流速,锂电池组的最高温度随着冷却液流速的增加,由开始阶段的快速下降转变为缓慢下降;降低冷却液进口温度,锂电池组最高温度明显下降;分析对比不同高度的冷却液流道,适当增加流道高度能有效提升液冷系统散热性能。基于本研究,在该液冷板结构作用下,适当增加冷却液流速、降低冷却液进口温度、增加液冷板流道高度能得到在该液冷板结构下的最佳降温方案。
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关键词
锂电池
液冷板
液冷系统
液冷结构
散热性能
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职称材料
题名
基于储能用280Ah风冷电池包流道结构和导流板的协同优化
1
作者
刘顺新
李昊阳
张建兴
曾光
许令平
机构
郑州航空工业管理学院机械工程学院
许昌云能魔方储能技术有限公司
出处
《储能科学与技术》
北大核心
2025年第5期1806-1817,共12页
基金
河南省科技攻关项目(222102240017,232102241030)。
文摘
传统风冷电池包热管理系统具有结构简单、成本低廉等优点,但冷却均匀性差和局部过热问题限制了其在高功率密度应用中的表现。针对该问题,基于流体力学和传热学原理,设计了两种不同的流道结构和一种新型风冷导流板。利用仿真软件Fluent,结合Bernardi生热理论、Realizable k-ε湍流模型及流固耦合边界条件,对双“Z”型和双“U”型流道结构的热性能进行了详细分析,最终选定双“Z”型流道结构进一步分析导流板的有无配置、不同孔边长及入口风速对电池组温度场和流场分布的影响。结果显示,添加导流板可以有效优化流量分布,提升电池组内部温度的均匀性;降低导流板孔边长能够显著降低最高温度。增大入口风速同样能改善电池组的最高温度并平衡内部温差。本工作开发的新型微多孔板风冷热管理单元,能够快速释放方块状电池在大倍率工作时产生的热量,显著提升储能电池组的使用寿命和安全可靠性。
关键词
风冷系统
导流板
流道结构
温度流速分布
散热性能
Keywords
air-cooling system
guide plate
air duct structure
temperature and flow distribution
thermal performance
分类号
TM911 [电气工程—电力电子与电力传动]
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职称材料
题名
基于双通道并行串联式液冷板下锂电池温升特性数值分析
2
作者
刘顺新
许令平
张建兴
曾光
李昊阳
机构
郑州航空工业管理学院机械工程学院
许昌云能魔方储能技术有限公司
出处
《储能科学与技术》
北大核心
2025年第4期1496-1506,共11页
基金
河南省科技攻关项目(222102240017,232102241030,252102240083)
郑州航院研究生教育创新计划基金项目(2024CX85)
郑州航院学科基础创新能力提升专项项目(XKZX24056)。
文摘
在锂电池储能系统的散热方式中,液冷散热系统具有明显优势,但不同的液冷板、不同的液冷结构形式,对液冷散热系统性能有着显著的影响。为解决锂电池的热安全问题,借助ANSYS FLUENT对容量为280 Ah的锂离子电池进行数值分析,构建起基于Bernardi生热率、流体动量守恒方程和能量守恒方程的锂电池三维瞬态生热模型,模拟锂电池组高倍率工作状态下温度场的变化,研究在该状态下一种双通道并行串联式液冷板的三种不同连接方式的降温效果,分析冷却液流速、冷却液初始温度以及液冷板流道高度对锂电池组降温效果的影响,获得该液冷板的最优降温方案。结果表明,在三种连接方案中,第三种正反交替式连接方案锂电池组散热性能最佳,且使得电池组受热更均匀;基于第三种连接方案,增加冷却液流速,锂电池组的最高温度随着冷却液流速的增加,由开始阶段的快速下降转变为缓慢下降;降低冷却液进口温度,锂电池组最高温度明显下降;分析对比不同高度的冷却液流道,适当增加流道高度能有效提升液冷系统散热性能。基于本研究,在该液冷板结构作用下,适当增加冷却液流速、降低冷却液进口温度、增加液冷板流道高度能得到在该液冷板结构下的最佳降温方案。
关键词
锂电池
液冷板
液冷系统
液冷结构
散热性能
Keywords
lithium battery
liquid cooling plate
liquid cooling system
liquid-cooled structure
heat dispersion
分类号
TM911 [电气工程—电力电子与电力传动]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于储能用280Ah风冷电池包流道结构和导流板的协同优化
刘顺新
李昊阳
张建兴
曾光
许令平
《储能科学与技术》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
2
基于双通道并行串联式液冷板下锂电池温升特性数值分析
刘顺新
许令平
张建兴
曾光
李昊阳
《储能科学与技术》
北大核心
2025
0
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职称材料
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