储能钠硫电池保温层优化设计

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1、2014年12月北京航空航天大学学报December2014第40卷第12期JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsV01．40No．12储能钠硫电池保温层优化设计张建平韩熠刘宇(上海电力学院能源与机械工程学院，上海200090)(中国科学院上海硅酸盐研究所，上海200050)朱群志(上海电力学院能源与机械工程学院，上海200090)摘要：为解决钠硫电池非真空保温结构存在的厚度过大、寿命短、可靠性不佳等问题，利用多层平壁导热理论建立保温结构数学模型，采用有限元分析软件ANSYS进行实体建模与数值模拟，分析不同性能保温材料对实际

2、性能的影响，并提出一种通过了实验验证的钠硫电池保温结构优化设计方案．结果表明，优化方案满足了保温结构设计的需求；通过应用新型保温材料使保温结构厚度缩减了37．5％，从而减小了整体体积与重量；总结出根据材料属性与热阻安排保温材料布局的思路，保证了各保温材料在工作条件下的安全可靠．这对未来钠硫电池以及其他装置的保温结构设计与优化提供了技术参考．关键词：钠硫电池；保温层；材料属性；有限元分析；优化设计中图分类号：TM911；TU55+1．1文献标识码：A文章编号：1001．5965(2014)12—1648-06Optimaldesignforthermalinsulationlayersofene

3、rgy-storagesodium·-sulfurbatteriesZhangJianpingHanYi(CollegeOtEnergyandMechanicaJEngineering，ShanghaiUniversityOlElectricPower，Shanghai200090。China)LiuYu(ShanghaiInstituteofCeramics，ChineseAcademyofSciences，Shanghai200050。China)ZhuQunzhi(CollegeofEnergyandMechanicalEnoneefing，ShanghaiUniversityofEle

4、ctricPower，Shanshai200090，China)Abstract：Inordertosolvetheproblemsofoverlargethickness，shortlife，poorreliabilityofnon—vacu—amthermalinsulationstructureforsodium-sulfurbattery，themathematicalmodelwasestablishedbythermalconductivitytheoryofmulti—levelinsulationlayerstructure，solidmodelingandnumericals

5、imulationweredonebyfiniteelementanalysissoftwareANSYS，theimpactofdifferentthermalinsulationmaterialsontheactualperformancewasanalyzed，andanoptimaldesignbytheactualtestvalidationwasproposed．Theresultsindi-catethattheoptimizationdesignmeetsthedesignrequirements，decreasesthetotalthicknessofthermalinsul

6、a．tionstructureby37．5％byapplyingnewthermalinsulationmaterials．andthenreducestheoverallsizeandweightofthestructure．Furthermore，thelayoutmethodofthethermalinsulationmaterialsarrangedaccordingtothematerialpropertiesandthermalresistancewassummarized．whichensureseachmaterialissafeandreli．ableunderworking

7、conditions．Researchresultscanprovidetechnicalreferencesindesignandoptimizationoftheinsulationstructureforsodium-SUlfurbatteriesandotherdevicesinthefuture．收稿日期：2014-01—10；网络出版时间：2014旬4-3010：20：DOI：10．1