赵乾乾，张少华



基于数值模拟仿真的锌溴电池流道设计评估

赵乾乾1，张少华2

（2国电南京自动化股份有限公司，江苏 南京 210032）

液流框是锌溴液流电池电堆的核心部件之一，为了对已付诸应用的液流框流道设计进行评估，本文针对流道建立物理模型，以真实电解液物性参数为研究对象，借助数值模拟，进行流体仿真计算（CFD）。文章详细探讨了电解液在流道内的流场分布、出口流量均匀度、流道进出口压差以及不同黏度与进口流量对压降的影响。结果表明：现有的流道设计可实现各出口流量均等，但电解液在扇形坡面设计并未能实现均匀分布，坡面结构有待优化；250 mL/min、0.018 Pa·s工况下的电解液在流道内的压降为22.3 kPa；电解液在流道内的压差与黏度的0.7次方成正比，与流量的1.3次方成正比。

锌溴电池；数值模拟；流道；压差；黏度；流量

随着新能源技术的不断进步，风能和太阳能等新能源发电技术将会在并、离网两个方向上实现大规模发展，最终在总体发电中占据越来越大的比重[l]。但因其固有的波动性和不连续性，会对电网造成冲击，也会对离网型用户的用电造成不利影响，储能系统的引入会在可再生能源接入方面提供重要的技术支撑，同时可实现调频、调压、延缓扩容及应急备用电源等功能，将日益成为智能电网建设的重要组成部分[2]。

锌溴液流电池是一种适用于大规模蓄电储能的新型绿色二次电池。电池的活性物质存在于电解液中而不是在极板上，电池的用料也比较便宜，电池成本低，有利于大规模推广使用。……