铅酸蓄电池外壳行业标准

设置了边界条件、仿真步长和误差控制之后，进行模拟仿真计算，仿真结果见图57-60所示。图57是新5KW液流框流道速度流线图。图58是新5KW液流框流道多孔介质区域的速度流线图。图59是新5KW液流框流道速度矢量图。

　　由仿真结果可知，压力沿着流经渠道降低，其中多孔介质域的压降很大，而进、出母管中的压降很小，可以忽略不计，进口相对压力55092Pa。整个流道中，缓冲区与支管连接处的流速最大。

图57  新5KW VRB储能系统液流框流道流线图

　　根据1.3.1中的定义，得到新5KW VRB储能系统液流框进、出口各支管加权流量的分布情况，如图60所示，其中纵坐标为进、出口各支管的加权质量流量。从图中可以得到，各支管的加权质量流量在0.8-1.4之间，波动较大, 其进、出口各支管加权质量流量的偏差为=1.676×〖10〗^(-10)，最大误差r为48%。而且，在支管1、7、14、20四个小支管处的流量偏差较大，从而造成了整个电极区的流量均匀性较差，必须进行结构改进。

图58  新5KW VRB储能系统液流框流道多孔介质处的流线图

图59  新5KW VRB储能系统液流框流道流速矢量图

图60  新5KW VRB储能系统液流框进出口各支管加权流量分布图

新5KW VRB储能电池系统液流框结构优化设计

　　由上述分析可知，新5KW VRB储能电池系统各小支管加权流量波动较大，单电极电极区的流量均匀性较差，为了保证进入电极工作面的液体流量分布较均匀，无贫液和积液区，必须对其进行结构优化设计。

图61  新5KW VRB储能系统液流框优化设计方案三维模型图

　　本次优化是建立在图61所示的液流框三维模型基础上的。为了减少设计变量，分别在进、出多孔介质处建立了孤立的、尺寸完全相同的两组支管，每组10个，宽度都为3mm。而且，每一组的10个支管关于中心线对称，如图62所示。因此，理论上，只需要五个优化设计变量就可以达到各支管加权流量偏差最小的设计目标。

图62  新5KW VRB储能系统液流框优化设计方案的设计参数示意图

　　这四个优化设计变量为：（1）支管1与中心线的距离，（2）支管2与中心线的距离为，（3）支管3与中心线的距离，（4）支管4与中心线的距离, （5）支管5与中心线的距离。如图62所示。每一次优化都与上述储能电池系统的分析过程基本一致，如图32、图64和表14所示。

图63  新5KW VRB储能系统液流框优化设计方案流道三维模型

图64  新5KW VRB储能系统液流框优化设计方案流场仿真边界条件