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林季锦1(), 刘倩1, 曲涛2, 李京鲲2, 黄东永2, 朱晓庆1, 巨星1(
)
收稿日期:
2025-03-03
修回日期:
2025-04-07
通讯作者:
巨星
E-mail:120242202501@ncepu.edu.cn;scottju@ncepu.edu.cn
作者简介:
林季锦(2002—),男,硕士研究生,研究方向:储能系统经济性,热管理仿真,E-mail:120242202501@ncepu.edu.cn。
基金资助:
Jijin LIN1(), Qian LIU1, Tao QU2, Jingkun LI2, Dongyong HUANG2, Xiaoqing ZHU1, Xing JU1(
)
Received:
2025-03-03
Revised:
2025-04-07
Contact:
Xing JU
E-mail:120242202501@ncepu.edu.cn;scottju@ncepu.edu.cn
摘要:
浸没储能系统因传热能力强、电池一致性佳等优势,逐渐受到关注。然而,对浸没式液冷的经济性,目前比较研究工作仍较为匮乏。本文基于浸没储能系统的特点开展经济性分析研究。首先,对浸没储能系统技术对比分析,讨论储能系统方案中整包浸没、整簇浸没、储能柜以及储能集装箱的主要特点、系统结构和组成部件等。随后,基于浸没储能系统的总体结构和主要部件的成本,结合储能系统发热量计算模型和经济性分析模型,对四种组合下浸没储能系统的经济性进行了计算评估。最后,本文考虑浸没热管理下电池寿命变化对储能系统的经济性的影响进行了分析,并计算了浸没储能系统的浸没液成本和结构对经济性的影响。结果表明在一定条件下,浸没储能系统的投资回收期、净现值和内部收益率等经济性指标均位于合理区间。以整包浸没的电池集装箱系统为例,其静态投资回收期为4.65年,动态投资回收期为5.81年,净现值为434.09万元,内部收益率为18.14%,浸没储能系统在经济性上可具备一定优势。
中图分类号:
林季锦, 刘倩, 曲涛, 李京鲲, 黄东永, 朱晓庆, 巨星. 锂离子电池储能系统浸没液冷的技术经济性分析研究[J]. 储能科学与技术, doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2025.0203.
Jijin LIN, Qian LIU, Tao QU, Jingkun LI, Dongyong HUANG, Xiaoqing ZHU, Xing JU. Technical and economic analysis of liquid immersion cooling for lithium-ion battery energy storage system[J]. Energy Storage Science and Technology, doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2025.0203.
表3
总热量计算模型中的符号含义和数值[11-14]"
符号 | 含义 | 数值/单位 |
---|---|---|
P1 | 电池集装箱的发热功率 | 43,200 W |
C | 电池的比热容 | 1 kJ/(kg·K) |
m | 电池质量 | 5.3 kg |
Δt1 | 电池温升 | 5 °C |
k | 安全系数 | 1.3 |
t2 | 充放电时间 | 2h |
te | 室外干球温度 | 34 °C |
ρ | 外表面的太阳辐射吸收系数 | 0.25 |
IH | 水平面的太阳辐射照度 | 967 W/m2 |
αe | 外部对流换热系数 | 5 W/(m2·K) |
ε | 半球发射率 | 0.8 |
CH | 低云量修正系数 | 0.68 |
H | 低云量昼夜平均值 | 0.13 |
CM | 中云量修正系数 | 0.47 |
M | 中云量昼夜平均值 | 0.27 |
ti | 室内干球温度 | 28 °C |
KT | 集装箱的换热系数 | 2.3461 W/(m2·K) |
S | 箱体换热面积 | 67.07 m2 |
Δt2 | 箱体内外温差 | 30 °C |
表5
浸没储能系统的成本差异对比(单位:万元)[15-18]"
整包浸没的 储能柜系统 | 整簇浸没的 储能柜系统 | 整包浸没的 储能集装箱系统 | 整簇浸没的 储能集装箱系统 | |
---|---|---|---|---|
电池模组 | 12.49 | 11.99 | 260.20 | 241.50 |
储能逆变器(PCS) | 1.86 | 1.79 | 38.84 | 36.04 |
能量管理系统(EMS) | 0.37 | 0.36 | 7.77 | 7.21 |
变压器 | 1.12 | 1.07 | 23.30 | 21.63 |
组装成本 | 0.56 | 0.54 | 11.65 | 10.81 |
电缆 | 0.56 | 0.54 | 11.65 | 10.81 |
电池管理系统(BMS) | 1.68 | 1.61 | 34.95 | 32.44 |
浸没液(碳氢浸没液) | 1.75 | 2.50 | 21.00 | 40.00 |
热管理回路 | 1.13 | 1.03 | 11.06 | 9.20 |
总价 | 21.51 | 21.42 | 420.42 | 409.64 |
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