液冷储能系统热管理设计.docx

液冷储能系统热管理设计相较于传统的风冷系统，液冷系统有着更强的安全性能，这也是液冷集装箱式储能系统被广泛推广的原因之一。上壳体液冷锂电池通常包括电池舱和电气舱两个部分，电池舱由电池簇、液冷系统、消防系统等多种设备组成，而电气舱由交流器、变压器、控制柜等部分组成。在整个锂电池储能系统的设计过程中，往往需要对电池包、电池簇以及电池舱等进行全方位的设计。在储能系统电芯中，电池主要为串联的形式，其中每一个电池组包含48块电池，因此电池的电容量可以达到43kWho为确保储能系统容量被控制在2.75MWh,对应的额定电压为1228V,就需要将这些电池进行串联，以电池簇一般由8个电池包组成为例。电池舱的尺寸通常为标准的集装箱20尺6.058m×2.438m×2.896mo(1)对于液冷漏液问题的处理，可以将液冷接头使用车规级的防漏液冷却管进行连接。(2)对液冷集装箱式储能系统中的膨胀水箱进行设置时，需要对液位传感器进行设置，才能确保在出现液漏情况时，防护包装设计为IP67o(3)对于储能系统中的电池包设计，可以采用“S”型流道的方式，同时，所使用的冷却液为50%的水+50%的乙二醇。(4)当。C、25时，液冷机组进入制冷模式，反之，当。C、22时，停止制冷模式。而当。C、15时，液冷机组进入制热模式；反之，当。C、23时，停止制热模式。在进行储能系统液冷回路的选择时，通常采用并联的方式，这是因为并联的方式能够最大限度地实现对不同路段流量的控制计算，才能使电池冷却液的流速满足均衡需求。根据电芯功率电芯温升发热进行计算，I为电芯容量，R为电芯直流电阻。设定的充放电倍率为05°C,那么在0.5。C的情况下对电芯LF280K进行充电发热时，对应的平均值通常在12.5W左右，而放电发热功率在9.5W左右5。但是鉴于液冷集装箱的储能系统电芯数量一般会被设置为n个。P=n×P0=12.5×3072W=38400W在设置电芯的最大温度T=I(TC为时，电芯的质量为m=5.42×3072kg=16650.24kg,电芯温升发热量可以计算。Q=CmT式中，C为电池的比热容，通常取值为1.055kJ(kg)O将其代入式中，可以计算出电芯温升发热量为175660.03kJo而电池本体吸收热功率的计算公式Pl=Qt在充放电2h后，即t=7200s,经计算得到Pl=24397Wo当液冷机组的制冷负荷时P2>(P-Pl)k,其中k为安全系数，取值在L2L5之间，所以可以得出P2>19.6kW,这也使得液冷机组的制冷功率的设定一般控制在20kW即可。但是，锂电池的正常工作温度在-2050°C,其舒适充电温度范围一般为050°C,所以当锂电池需要在低温环境下工作时，必须对锂电池进行预热处理，只有这样，才能有效提升锂电池的电芯温度。并且当锂电池的环境温度为-30时，对应的电池吸收热量计算方式。Ql=CmT1T1-30电池吸收的热量最终经过计算为526980.09kJ,而电池的吸热功率计算公式P2=Qltltl=12h,P2=12.2kWo由此可以计算得到对应的制热功率为14kW。