特种储能方舱电池系统低温快速预热研究

针对高原高寒环境无外界供能条件下,特种储能方舱电池系统冷启动困难,启动时间长,供电性能衰减严重导致的应急支援保障能力下降问题,进行特种储能方舱低温快速预热自启动方法研究。通过分析储能方舱电池系统容量需求、温度边界条件与低温启动时间需求,计算储能电池组和低温启动电池组的容量配比;建立电池组三维产热模型,采用数值模拟方法,确定热管最佳布置方式。通过正交试验法探究预热结构中各因素对电池系统升温性能的影响,并进行参数选优。设计了采用闭环液体预热耦合加热管的预热系统并建立仿真分析模型,对热管对流换热下的电池系统升温性能进行了仿真,结果表明:在-20℃的环境温度下,储能方舱电池系统可在10 min内快速预热至5℃以上的正常工作温度,满足应急支援保障需求。

特种储能方舱电池系统风冷散热流场研究

特种储能方舱因红外隐身性能要求限制了其散热结构布置,以特种储能方舱电池系统为研究对象,研究分析了高温环境下高倍率放电引起的散热问题。利用18650单体锂离子电池生热模型构建电池模组生热模型,进行电池模组温升仿真及试验,验证电池模组生热模型的准确性。在此基础上,对特种储能方舱的空调强制风冷散热进行数值模拟,计算在特定极限工况下放电结束节点的温度和压力,得到特种储能方舱内部的温度场和压力场,探明特种储能方舱隐身风冷散热结构的散热效果。结果表明:在40℃的高温环境下,特种储能方舱进行3C放电,特种储能方舱空调强制风冷系统仍然能有效保证电池温度在合理的工作范围内。