基于CPCM与空气冷却的储能电池热管理仿真研究

作者：欧阳叶郁; 郭韵^*

来源：中外能源, 2021, 26(11): 85-94.

• 复合相变材料
• 储能电池
• 电池热管理
• 空气冷却
• 相变材料冷却

针对储能电池应用于光伏储能混合系统(PV-ESS)中可能出现热失控的行为,设计了空气冷却与相变材料冷却的两种电池热管理系统。制备不同质量分数配比的CPCM样品并进行比较,对材料的导热系数及相变潜热值进行测量,然后给出了储能电池模组的三维模型,并对其进行网格划分及独立性检验,分别对空气冷却与相变材料冷却进行仿真分析。复合相变材料选用质量分数为5%的MWCNTs与低熔点石蜡复合的样品。仿真结果发现:当使用不同风速的空气冷却模拟测试时,较高的风速进行空气冷却可以带走电池更多的热量,如当风速分别为3m/s与5m/s时,储能电池模组的最高温度仅为314.02K和312.23K,与0.5m/s时最高温度为324.34K相比均取得了较好的温度控制效果,甚至取得了比CPCM冷却更好的效果,但电池温度的均一性得不到保证;当使用CPCM冷却时,在电池的整个放电过程中温度的控制保持均较为良好,安全系数高;当储能电池长时间运作时,若电池温度低于313.65K时,PCM将无法变为液态,进而成为热阻材料,阻碍着电池的散热,也面临着一些挑战。

• 单位
  上海工程技术大学