1-Einleitung:

Energiespeichersysteme haben sich aufgrund ihrer wichtigen Rolle bei der Netzstabilisierung und der Steigerung der Nutzung erneuerbarer Energien zur treibenden Kraft für die weltweite Energiewende und Entwicklung entwickelt.

Die Technologie ist ausgereift, die Bauzeit ist kurz, und Leistung sowie Energie können flexibel an verschiedene Anwendungsanforderungen angepasst werden. Die Lade- und Entladegeschwindigkeit ist hoch, und sie kann in verschiedenen Bereichen eingesetzt werden.

Energiespeichersysteme erzeugen während des Lade- und Entladevorgangs Wärme. Wenn die Wärmeabfuhr nicht ausreichend ist, kann dies zu einer Überhitzung der Batterie oder zu großen Temperaturunterschieden innerhalb der Batterie führen. Im besten Fall verkürzt dies die Lebensdauer der Batterie; im schlimmsten Fall können Sicherheitsprobleme wie thermisches Durchgehen auftreten.

Dieser Artikel basiert auf einem tatsächlichen Projekt und erstellt ein Thermoflüssigkeitssimulationsmodell entsprechend der tatsächlichen Größe des Batteriepakets. Es analysiert die Druck-, Geschwindigkeits- und Temperaturverteilung im gesamten Kühlsystem detailliert und ermittelt die thermische Belastungssituation des Systems , das ist der Flüssigkeitskühlplattenfluss des Batteriepakets. Road Design bietet strukturelle Optimierungsvorschläge.

2-Projektübersicht

2.1 Umweltinformationen

2.2 Informationen zur Spezifikation des Wärmequellengeräts:

2.3 Wärmeleitenden Silikons

3-Thermisches Modell

Der Akku nutzt Flüssigkeitskühlung zur Wärmeableitung und besteht aus 72 280-Ah-Zellen und einer Flüssigkeitskühlplatte.Die Abmessungen der Flüssigkeitskühlplatte betragen: Länge 1570 mm, Breite 960 mm, Höhe 42 mm und 24 Strömungskanäle im Inneren. Das Wärmeableitungsmodell des Akkupacks ist wie folgt:

Kühlsystemmodell

4-Simulationsergebnisse unter Wasserzuflussbedingungen von 8 l/min

Die Temperaturverteilung des Batteriekerns beträgt 18,38–28,77 °C. Dabei beträgt der Temperaturverteilungsbereich des Batteriekerns mit der höchsten Temperatur 21,46–26,37 °C und der Temperaturverteilungsbereich des Batteriekerns mit der niedrigsten Temperatur 18,76–26,37 °C. Wie in Abbildung (a) dargestellt:

（a）Temperaturverteilung des Batteriekerns 18,38-28,77℃

Der maximale Temperaturunterschied jeder Batteriezelle beträgt 2,4℃ (28,77-26,37).

Die Temperaturverteilung der Flüssigkeitskühlplatte beträgt 18,00–21,99℃, wie in Abbildung (b) dargestellt:

(b) Temperaturprofil der Flüssigkeitskühlplatte

er Strömungswiderstand beträgt etwa 17 kPa. Das Druckprofil der Flüssigkeitskühlplatte ist wie in (c) dargestellt, und das Geschwindigkeitsprofil der Flüssigkeitskühlplatte ist wie in (d) dargestellt:

(c) Druckprofil der Flüssigkeitskühlplatte

(d) Geschwindigkeitsprofil der Flüssigkeitskühlplatte

5-Abschließend

Bei dieser Lösung liegt die Gesamttemperatur zwischen 18,38 und 28,77 °C, der Temperaturunterschied zwischen dem höchsten und dem niedrigsten Batteriekern beträgt 2,4 °C und die Gesamttemperatur der Flüssigkeitskühlplatte liegt zwischen 18,00 und 21,99 °C. Die Temperaturgleichmäßigkeit muss weiterhin gewährleistet sein optimiert werden, und es gibt viele Hochtemperaturbereiche.

Vergleicht man die Druck- und Geschwindigkeitsprofile der flüssigkeitsgekühlten Platte, erkennt man, dass die Hochtemperaturbereiche der flüssigkeitsgekühlten Platte hauptsächlich in Bereichen mit niedrigerem Druck und niedrigerer Geschwindigkeit verteilt sind.

In Kombination mit der Anordnung der Batteriezellen ist ersichtlich, dass der Breitenspielraum der Flüssigkeitskühlplatte groß ist. Es wird empfohlen, die beiden äußersten Strömungskanäle der Flüssigkeitskühlplatte zu blockieren oder die Breite der Flüssigkeit entsprechend zu reduzieren Kühlplatte, um einen besseren Wärmeableitungseffekt zu erzielen.

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