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集成液冷与翅片增强相变材料的混合系统在大容量储能电池包中的热管理性能及优化
Thermal management performance and optimization of a hybrid system integrating liquid cooling and fin-enhanced phase change material for large-capacity energy storage battery pack
Xiang-Wei Lin · Zhifu Zhou · Maochang Liu · Bin Chen 等7人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.336
摘要 电池储能系统在应对可再生能源间歇性方面正变得日益重要，但其广泛应用仍受到热管理问题的制约。然而，单一的热管理策略难以保障储能电池系统的整体性能。本研究针对280 Ah锂离子电池包，提出了一种结合拓扑翅片结构、相变材料与主动液冷的混合热管理策略。建立了流-热-相变耦合的数值模型，并通过实验验证了其准确性。同时，定义了一种新的综合评价参数，用于表征热管理系统整体性能。基于此，开展了对比研究，评估了三种冷却策略的效率。尽管混合设计带来了额外质量，但拓扑翅片结构不仅在相变材料中构建了高效的导热通路...
解读: 该混合热管理技术对阳光电源PowerTitan等大容量储能系统具有重要应用价值。研究中的拓扑翅片-相变材料-液冷三重耦合方案,可直接应用于ST系列PCS配套的280Ah电芯模组热管理优化。其综合评价参数降低0.2-0.273的性能提升,为iSolarCloud平台的预测性维护提供热模型支撑。代理模型...
基于热力学指标的热管理系统多目标运行参数虚拟标定技术研究
Research on virtual calibration technology for multi objective operating parameters of thermal management system based on thermodynamic indicators
Haoyuan Chen · Kunfeng Liang · Chunyan Gao · Yunpeng Zhang 等9人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.332
摘要 随着纯电动汽车的快速发展，相关技术问题仍然存在，高效可靠的热管理系统是提升整车性能的核心挑战之一。本研究提出一种多模式直接冷却热管理系统，旨在满足温度控制需求的同时，优化能源效率、成本及环境影响。建立了系统的实验与仿真平台作为数据来源，并构建了包含三个指标的热力学分析框架，利用实验数据评估不同运行参数对系统性能的影响。结果表明，系统蒸发温度升高5 °C时，在两种模式下总能量损失降低约12.6%，环境影响减少4.65%，但成本均增加约12%；系统在不同运行模式下均存在一组最优运行参数。在热力...
解读: 该热管理多目标优化技术对阳光电源电动汽车充电及储能热管理系统具有重要价值。研究中的热力学三指标评估体系(能效、成本、环境影响)可应用于ST系列PCS和PowerTitan储能系统的温控优化,通过遗传算法实现参数虚拟标定,提升18.2%火用效率同时降低30.9%环境影响。该方法可指导阳光电源OBC车载...
面向280 Ah棱柱形储能电池热管理的液冷板多目标拓扑优化设计
Multi-objective topology optimization design of liquid-based cooling plate for 280 Ah prismatic energy storage battery thermal management
Xiang-Wei Lin · Ming-Yu Shi · Zhifu Zhou · Bin Chen 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.325
摘要：基于锂离子电池构建储能系统已成为缓解可再生能源间歇性问题、提高其利用效率的有前景途径。在此背景下，热管理技术需在不消耗大量功率的前提下维持电池的温度水平与热均匀性。然而，传统冷板通常采用试错法设计，存在热性能与流动阻力之间的权衡难题。本研究针对电池模组提出了一种融合电化学、流体动力学和传热场的多物理场耦合模型，同时引入多目标拓扑优化方法，在给定约束条件下自由演化嵌入冷板内的流体域分布。多目标函数采用归一化加权求和方法构建。在此基础上，通过响应面法建立设计参数（即雷诺数和权重系数）与冷板性能...
解读: 该多目标拓扑优化冷却技术对阳光电源ST系列储能系统及PowerTitan产品具有重要应用价值。研究针对280Ah大容量棱柱电池的液冷板优化,通过多物理场耦合模型和遗传算法实现热管理性能与压降的最优平衡,相比传统直通式冷板换热能力提升15.6-42.2%。该方法可直接应用于阳光电源液冷储能系统的冷板设...
基于半经验模型驱动协同仿真下集成式固体氧化物燃料电池冷热电联供系统的多目标优化与后验多准则决策
Multi-objective optimization and posteriori multi-criteria decision making on an integrative solid oxide fuel cell cooling, heating and power system with semi-empirical model-driven co-simulation
Bin Gao · Yuekuan Zhou · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.325
在绿色建筑中，利用副产水电解制氢的集成式固体氧化物燃料电池冷热电联供系统可推动碳中和转型。然而，关于冷热电联供系统设备容量配置的基本机理及其对系统技术经济性的影响尚未明确，尤其是在考虑相关设备动态退化特性和效率变化的情况下。本研究建立了基于MATLAB-TRNSYS协同仿真的多软件优化平台，用于开展参数化容量配置分析，在建模复杂性与计算效率之间实现了良好平衡。构建了一个自给型冷热电联供系统模型，并集成了固体氧化物燃料电池的半经验代理模型，以高效地与其他电站辅助设备类型进行交互。通过各组件（电池、...
解读: 该SOFC冷热电联供系统的多目标优化方法对阳光电源氢能储能系统具有重要借鉴价值。研究中的MATLAB-TRNSYS协同仿真平台可应用于ST系列储能变流器与氢储能设备的容量配置优化,特别是电解槽、燃料电池与PowerTitan储能系统的协调控制策略开发。其半经验代理模型方法可降低iSolarCloud...