1. Energia biltegiratzeko eremua: Hozte likidoaren irtenbide joera nagusi bihurtzen da
Tenperaturak energia elektrokimikoen biltegiratze sistemen edukiera, segurtasuna, bizitza eta bestelako errendimenduak eragiten ditu, beraz, energia biltegiratzeko sistemen kudeaketa termikoa behar da. Energia biltegiratzeko sistema bateriak, PCS, BMS, EMS, tenperatura kontrola, suteen babesa eta beste azpisistema batzuek osatzen duten sistema konplexua da, horien artean bateria sistemaren oinarrizko osagaia da.
Tenperaturak energia biltegiratzeko sisteman duen eragina bi alderditan islatzen da:
(1) Tenperaturak bateria-zelula bakar baten errendimenduari eragiten dio. Tenperatura altuegiak edo baxuegiak bateria-zelularen erabilera normalari eragingo dio;
(2) Tenperaturak bateria-sistemaren errendimenduari eragiten dio. Baterien arteko tenperatura-aldeak sistemaren koherentziari eragingo dio. Koherentzia-arazoak sistemaren segurtasunean, eraginkortasunean eta bizitzan eragina izango du.
Tenperaturak bateria-zelulen errendimenduan duen eragina honela islatzen da:
(1) Edukiera: Tenperatura altuak bateriaren barne-erresistentzia handituko du eta litio-ioi aktiboen galera eragingo du. Bateria tenperatura altuan denbora luzez mantentzen bada, ahalmena nabarmen desbideratuko da gaitasun nominaletik. Zenbat eta tenperatura handiagoa izan, orduan eta azkarrago usteltzen da litio-ioizko bateriaren ahalmena. Tenperatura baxuko ingurune batean, elektrolitoaren transmisioaren errendimendua asko murrizten da, eta horrek litiozko bateriaren ahalmenaren murrizketa ere ekarriko du. Litio-burdin fosfato baterien edukiera atxikipen-tasa %60 eta %70 artekoa da 0°C-tan, eta %20 eta %40ra murrizten da -20°C-tan.
(2) Bizitza: Tenperatura aldaketek bateriaren barne-erresistentzian eta tentsioan aldaketak eragiten dituzte, bateriaren iraupenari eraginez. Ikerketek aurkitu dute tenperatura 1 °C igotzen den bakoitzean bateriaren iraupena 60 egun inguru murrizten dela.
(3) Egonkortasun termikoa: Tenperatura altuak deskonposizio-erreakzioak eragingo ditu bateriaren barne-materialetan, bateriaren funtzionamendu seguru eta egonkorrari eraginez. Tenperatura handiko ingurune batean, SEI filma deskonposatu daiteke, eta horrek litio ioiaren kanalaren oklusioa, elektrodo positibo eta negatiboen zirkuitu laburra eta bero kopuru handia sortzea ekarriko du. Aldi berean, gas-kopuru handia sortuko da, eta, ondorioz, ihes-fenomeno termikoak sortuko dira, hala nola bateriaren gorakada eta haustura. Tenperatura baxuko inguruneetan, litio-dendritak bateriaren elektrodo negatiboan ager daitezke eta SEI filma ere zulatu dezakete, bateriaren segurtasuna eraginez.
Orokorrean uste da litiozko baterien funtzionamendu-tenperatura-tarte optimoa 10-35 ℃ dela.
Litiozko bateriaren funtzionamendu-tenperatura tartea
Tenperaturak bateria-sisteman duen eragina bateria-zelulen koherentzian islatzen da. Bateriaren funtzionamenduan, bateria-zelula bakoitzaren karga- eta deskarga-egoeren desberdintasunak, barne-erresistentziaren desberdintasunak, korronte-gorabeherak eta beste faktore batzuek bateria bakarraren zahartze-egoeran desberdintasunak eragingo dituzte hainbat zikloren ondoren, eta horrek, aldi berean, errendimendu desberdinen arteko desberdintasunak eragiten ditu. bateriak. Ikerketek frogatu dute moduluen arteko tenperatura-gradienteak bateria-pakete osoaren edukiera eta bizitza murrizten duela, beraz, beharrezkoa da bateria-paketearen bateria bakoitzaren arteko tenperatura-uniformitatea mantentzea. Bateria bakarreko bateriaren koherentzia mantentzeko, bateria-zelulen arteko tenperatura-aldea ez da 5 °C baino handiagoa izan behar.
Bateria paketearen tenperatura banaketa airez hoztutako sisteman 1.5 C deskarga-tasatan
Energia biltegiratzeko sistemen kudeaketa termikoko lau irtenbide daude: airea hoztea, likidoa hoztea, bero-hodiak hoztea eta fase-aldaketa hoztea. Gaur egun, aire-hozte eta hozte likidoa baino ez dira sartu eskala handiko aplikazioetan, bero-hozte eta fase-aldaketa laborategiko fasean dauden bitartean.
(1) Air hozte: Airea euskarri gisa erabiltzen da, egitura sinplearen eta mantentze errazaren ezaugarriekin. Hala ere, aireak bero-ahalmen espezifiko txikia du eta eroankortasun termiko baxua du, hau da, hozte-eraginkortasun eskakizun baxua duten eszenatokietarako egokia.
(2) Hozteko likidoa: Likidoa hozteko medio gisa erabiltzen da. Ohiko hozte-medio likidoak ura, etilenglikol ur-disoluzioa, etilenglikol purua, aire girotuko hozgarria eta silikona-olioa dira. Hozte bitartekoak bero-transferentzia koefiziente handia, bero-ahalmen espezifiko handia, hozte-abiadura azkarra, hozte-efektu ona eta egitura trinkoa ditu.
(3) Bero hodiak hoztea: Bero-trukaketa-elementu eraginkorra, lan-fluidoaren fase-aldaketan oinarritzen dena, shell eta hodi itxi batean, bero-trukea lortzeko. Bero-hodiek eroankortasun termiko handia, isotermoa, bero-fluxuaren norabide itzulgarria, bero-fluxuaren dentsitate aldakorra eta tenperatura konstantearen abantailak dituzte.
(4) Fase aldaketa hoztea: Fase-aldaketako materialen fase-aldaketa erabiliz beroa xurgatzen da. Bero-ahalmen espezifiko handia eta bero-transferentzia koefiziente handia duten materialak hautatzeak hozte-efektu ona lortuko du. Hala ere, fase-aldaketako materialek berek ez dute beroa xahutzeko gaitasunik eta beroa xahutzeko beste metodo batzuekin konbinatu behar dira.
Energia Biltegiratzeko Kudeaketa Termikoaren Soluzioak
Energia biltegiratzeko ohiko kudeaketa termikoaren teknologien ezaugarriak
| Item | Air hozte | Hozteko likidoa | Bero hodiak hoztea | Fase aldaketa hoztea | |
| Pasiboa | Aktiboak | Hotz amaierako aire hoztea | Hotza-mutur likidoa hoztea | Fase aldaketa materiala + material eroale termikoa | |
| Hozteko eraginkortasuna | Ertaina | Goi-mailako | Goi-mailako | High | High |
| Hozteko abiadura | Ertaina | High | High | High | Goi-mailako |
| Tenperatura jaitsiera | Ertaina | Goi-mailako | Goi-mailako | High | High |
| Tenperatura aldea | Goi-mailako | Behe- | Behe- | Behe- | Behe- |
| konplexutasuna | Ertaina | Ertaina | Ertaina | Goi-mailako | Ertaina |
| Bizi-iraupena | Long | Long | Long | Long | Long |
| Kostua | Behe- | Goi-mailako | Goi-mailako | High | Goi-mailako |
Hozteko likidoa konponbideak apurka-apurka soluzio nagusi bihurtu dira energia biltegiratze inkrementaleko eszenatokietan.
Hornikuntzaren aldetik, hozte likidoaren irtenbideak heldutasun tekniko handia, hozte efektu ona eta sistemaren errendimenduan eragin positiboa ditu.
(1) Segurtasuna: hozte likidoaren irtenbideak beroa xahutzeko eraginkortasun handia eta babes maila handia ditu. Lan-ingurune konplexuagoei aurre egin diezaieke, ihes termikoen aukera murriztu eta sistemaren funtzionamenduaren segurtasuna hobetu. Datuek erakusten dute likidoaren beroa xahutzeko ahalmena aire bolumen berarena baino 3,000 aldiz handiagoa dela eta eroankortasun termikoa airearena baino 25 aldiz handiagoa dela. Gainera, hozte likidoaren sistemak babes maila handiagoa du eta funtzionamendu-ingurune larriagoei aurre egin diezaieke.
(2) Eraginkortasun ekonomikoa: kontrol-efektu bera lortzeko, hozte likidoaren irtenbideak energia-kontsumo txikiagoa du, eta horrek inbertsio operatiboa murriztu dezake eta bizi-ziklo osoaren ekonomia hobetu dezake. Bateriaren batez besteko tenperatura berdina lortzeko, aire hozteak hozte likidoak baino 2-3 aldiz energia-kontsumo handiagoa behar du. Energia-kontsumo berean, bateria-paketearen tenperatura maximoa 3-5 gradu Celsius handiagoa da airea hozteko likidoa hozteko baino. Hozte likidoaren sistemak energia %50 inguru aurreztu dezake airea hozteko sistemarekin alderatuta.
(3) Integrazio handia: hozte likidoaren soluzioaren hozte efektu hobea dela eta, ontzian energia biltegiratzeko sistemaren integrazioa handiagoa da. Adibide gisa SmartPropel Energy likido bidez hoztutako energia biltegiratze sistema hartuta, airez hoztutako 40 oineko edukiontzi tradizional baten ahalmena 3.44 MWh da, eta 40 oineko edukiontzi bererako likidoz hoztutako soluzio baten ahalmena 6.88 MWh izatera irits daiteke. . Ahalmen bereko energia biltegiratzeko zentraletarako, likido bidez hoztutako bateria-sistema erabiltzeak solairuko espazioaren % 40 baino gehiago aurrezten du.
Eskariaren aldetik, energia biltegiratze-sistemen garapenaren norabideak ahalmen handiagoko eta agertoki gehiago duten energia biltegiratzeko norabideak gero eta eskakizun handiagoak ditu kudeaketa termikorako, eta hozte likidoko soluzioen errendimendua bateragarriagoa da honekin.
(1) Energia biltegiratzeko zentral elektrikoen eskala gero eta handiagoa da. Energia-sisteman energia berriaren proportzioa handitzen den heinean, energia biltegiratze bezalako gailurrak mozteko baliabideen eskaria gero eta nabarmenagoa da, eta ahalmen handiko energia biltegiratzeko zentral elektrikoen bidalketa-errendimendua potentzia txikiko zentral elektrikoena baino hobea da. . Hori dela eta, eskala handiko energia biltegiratzeko zentralek gaitasun handiko joera erakusten dute. Gaur egun, energia biltegiratzeko proiektu independenteen eskala azkar 100 MWh gainditzen ari da eta GWh-ra joaten da.
2023an, 200MW/400MWh-ko lau zentral elektriko bakarrean jarriko dira martxan. 2023ko irailean, dagoeneko 30 MWh baino gehiagoko eskala duten 500 energia biltegiratzeko proiektu daude planifikatu eta abian jarri direnak, 12.2 GW/33 GWh guztira. Edukiera handiko zentralek normalean ahalmen handiko bateria-zelulak erabiltzen dituzte. Bateriaren zelulen tamaina eta ahalmena handitzen den heinean, bateria-zelulen beroa xahutzeko errendimendua okertu egiten da, beraz, sistemaren kudeaketa termikoaren gaitasunen baldintzak gero eta handiagoak izango dira.
(2)Energia biltegiratzeko zentralen aplikazio eszenatokiak anitzagoak dira. Energia biltegiratzeko iraupen desberdinen eskakizunen arabera, energia biltegiratzeko aplikazio eszenatokiak lau kategoriatan bana daitezke: edukiera mota (≥4 ordu), energia mota (1 ~ 2 ordu inguru), potentzia mota (≤30 minutu) eta babeskopia. mota (≥15 minutu). Ahalmen-motaren eta energia-motaren agertokietan, energia-biltegiratzea erabiltzen da, besteak beste, gailurrak mozteko eta harana betetzeko, saretik kanpoko energia biltegiratzeko eta larrialdietarako babeskopiak, edukiera handiko joera erakutsiz. Proiektu bakar baten bero-sorkuntza handitzen da, eta kudeaketa termikoaren eskakizunak areagotzen dira. Potentzia motako eszenatokian, energia biltegiratzeko sistemak energia berehala xurgatzeko edo askatzeko behar du eta energia-laguntza azkarra eskaintzeko. Karga eta deskarga azkarrak bateriaren tenperatura erregulatzea eskatzen du, eta kudeaketa termikoaren garrantzia nabarmentzen da.
2. Energia biltegiratzeko hozte likidoa: sartze-tasa % 45 ingurura iritsiko dela espero da 2025ean
Etxeko fabrikatzaile nagusiek hozte likidoaren soluzioak jarri dituzte martxan, hozte likidoaren ospea frogatuz. Dauden energia biltegiratzeko proiektuen artean, airea hozteko soluzioek proportzio handiagoa dute, batez ere airea hoztea diseinu sinplea eta kostu txikia delako. Hala ere, energia biltegiratzeko sistemen eskala eta energia-dentsitatea handitu ahala, hozte likidoaren teknologiaren abantailak nabarmenagoak dira.
Gaur egun, CATL, BYD, Envision Group, SUNGROW, HyperStrong, Zhengtai New Energy eta SmartPropel Energy likidoa hozteko produktuak merkaturatu dituzte.
| Hainbat enpresek abian jarritako hozte likidoko produktuak | ||
| Enpresa | Produktuen eredua | eskuragarritasuna |
| CATL | EnerOne | 2020 |
| BYD | BYD kuboa | 2020.8 |
| SVLT Energia | JU-Likidoz hoztutako energia biltegiratzeko sistema integratua | 2021.4 |
| HiperSendoa | HiperSendoa | 2021.4 |
| Clou Elektronika | E30 | 2021.5 |
| Chint Taldea | TELOGY 1500V Likidoz hoztutako Energia Biltegiratzeko Sistema | 2021.6 |
| Envision taldea | Likidoz hoztutako energia biltegiratzeko produktu adimendunak | 2021.1 |
| Kehua Teknologia | Kehua S3 likidoz hoztutako energia biltegiratzeko sistema | 2022.5 |
| Eguzkia | PowerTitanlPowerStack | 2022.5 |
| SmartPropel Energy | 372KWh+200KW Likido Hozte Energia Biltegiratzeko Sistema | 2023.9 |
| Clou Elektronika | Aqua Series likidoa hozteko produktuak | 2023.4 |
| Zhongtian Teknologia | MUSA1.0 | 2022.6 |
| JD Energia | Banatutako Modular Hozte Energia Biltegiratzeko Armairu Integratua | 2022.9 |
| Narada Power Sour | CenterL Hozte likidoaren energia biltegiratzeko sistema | 2022.9 |
Energia biltegiratzeko likidoa hozteko sistemaren oinarrizko osagaiak honako hauek dira: likidoa hozteko plaka, likidoa hozteko unitatea (berogailua aukerakoa), likidoa hozteko kanalizazioa (tenperatura-sentsorea, balbula barne), tentsio handiko eta baxuko kableatuaren arnesa; hozgarria (etilenglikola ur-disoluzioa), etab. Hozgarriaren eta bateriaren arteko ukipen-metodoaren arabera, bi eskema daude: bata zuzeneko kontaktua da, bateria-zelula edo modulua likidoan murgilduta dago (adibidez, elektrikoki isolatzailea den silikona-olioa), likidoari bateria zuzenean hozteko aukera ematea; bestea baterien artean hozte-kanal edo plaka hotz bat ezartzea da, likidoari bateria zeharka hozten utziz.
Energia biltegiratzeko likidoa hozteko sistema segurua, eraginkorra eta malgua da. Hartu SmartPropel Energy "372KWh + 200KW Hozte likidoaren energia biltegiratzeko sistema" adibide gisa:
(1) Segurtasuna: sistemak IP55 babesa + kondentsazioaren aurkakoa + egitura sismikoa + sei dimentsioko muga diseinua hartzen du. Pakete bakoitzak perfluorohexanona tutu malgua du + suaren iritzia detektatzeko. Sistemaren mailak hiru mailako leherketa-froga + hiru mailako suteen babesaren diseinuaren kontzeptua hartzen du, isolamendu hirukoitza kontrolatzeko eta babesteko.
(2) Eraginkortasuna: Cluster mailako kontrolagailuak hozte likidoko energia biltegiratzeko sistemetan erabiltzen dira. Kluster-mailako kudeatzaileak korrontearen kontrol adimendunaren bidez, bateria-kluster-unitateen oreka aktiboa, aldakuntza adimenduna eta milisegundo-mailako alarma-erantzuna lortzen dira. Esperimentuek erakutsi dute kluster-mailako kontrolagailuaren oreka-efektuaren arabera, bizi-ziklo osoaren karga eta deskarga-gaitasuna % 6 baino gehiago handitzen dela. Aldi berean, kluster-mailako kontrolagailuaren aldatze-funtzioaren arabera, bateria-klusterraren orekatze-kontrol adimenduna lortzen da eta sistemaren urteko erabilgarritasuna>% 99 da. Tenperatura-kontrol adimendunarekin eta kontrol orekatuaren teknologiarekin konbinatuta, "Tongcheng" likido hozte paketearen diseinu patentatua, sistema beroa xahutzea "zirkulazio bikoitza" eta likido hozte hodien maila anitzeko banaketa, edukiontzi-sistemaren barruko tenperatura-aldea koherentea da. eta ez du 5 °C gainditzen, eta edozein paketeren arteko tenperatura-aldea ez da 3 °C gainditzen. Tenperaturaren kontrol adimendunaren eta kontrol orekatuaren teknologiaren arabera, ihes termikoen probabilitatea modu eraginkorrean kentzen da eta sistemaren bizitza % 13 handitzen da.
(3) Malgutasuna: hozte likidoaren energia biltegiratzeko sistemaren potentzia-dentsitatea % 100 handitzen da eta 40 oin-edukiera 372Kwh izatera irits daiteke. 200KW/372KWh-ko energia biltegiratzeko sistemaren diseinua adibide gisa hartuta, hozte likidoko bateria-sistema erabiltzeak solairuaren % 40 baino gehiago aurrezten du. Diseinu modular aurrefabrikatua erabiltzeak hasierako inbertsio kostua %2 baino gehiago murrizten du.
Airea hozteko eta likidoa hozteko irtenbideak alderatuz, hozte likidorako tenperatura kontrolatzeko ekipoen kostua 0.09 RMB/wh da, eta airea hozteko 0.025 RMB/wh. Hozte likidoaren kostu orokorra murriztea espero da.
(1) Aire hoztea: 40 MWh-ko edukiera duen 3.5 oineko energia biltegiratzeko edukiontzi tradizionalak, oro har, 12.5 kw-ko lau aire girotuko sistema erabiltzen ditu. Aire girotuko sistema bakar baten prezioa 22,000 RMB ingurukoa da, eta edukiontzi-sistema baten tenperatura kontrolatzeko prezioa 88,000 RMB dela kalkulatzen da, 0.025 RMB/wh-ko prezio unitarioari eta 25 milioi RMB GWh bakoitzeko balio duena.
(2) Hozte likidoa: 40-5MWh-ko edukiera duen 6 oineko edukiontzi batek 40kw-ko bi hozte-sistema behar ditu. Sistema bakar baten prezioa 270,000 RMB ingurukoa da, eta edukiontzi baten tenperatura kontrolatzeko prezioa 540,000 RMB da, 0.09 RMB/wh-ko prezio unitarioari eta 90 milioi RMB GWh bakoitzeko balioa. Hala ere, hozte likidoaren sistemaren integrazio-dentsitate handia kontuan hartuta, ahalmen berak lur-eremu txikiagoa hartzen du, eraikuntza zibilaren kostua murrizten da, ahalmen berdinak material laguntzaile gutxiago erabiltzen ditu, hala nola konektoreak, eta sistemaren kostu orokorra murrizten da.
GGIIren kalkuluen arabera, energia biltegiratzeko tenperatura kontrolatzeko industriaren balioa 2.4 milioi RMB ingurukoa izango da 2021ean (atzerriko esportazioak barne), eta 16.5ean ia 2025 milioi RMBra iritsiko da. Horien artean, hozte likidoaren merkatua izango da. %45 inguru 2025ean.
Energia biltegiratze likidoa hozteko tenperatura kontrolatzeko irtenbideen hornitzaileak datu-zentroen tenperatura kontrolatzeko, industriako tenperatura kontrolatzeko eta automobilen tenperatura kontrolatzeko fabrikatzaileetatik datoz batez ere. Lehiaketaren gakoa produktu ez-estandarrak diseinatzeko gaitasunean datza, energia biltegiratzeko integratzaile ezberdinek produktuen diseinurako irtenbide desberdinak dituztelako. Hozte likidoaren tenperatura kontrola batera garatu behar da bateria paketeen diseinuarekin, hozte likidoaren kanalizazio diseinuarekin, etab., eta bateriekin integratu, beraz, oso pertsonalizatutako diseinua behar da.
| Energia biltegiratzeko likidoa hozteko tenperatura kontrolatzeko hornitzaile nagusia | ||
| Jatorrizko industria | Enpresa | Bezero nagusiak |
| Datu zentroko tenperatura kontrola | Envicool | CATL, BYD, Narada Power Sour, Clou Electronics, SmartPropel Energy, Sungrow, HyperStrong eta erlazionatutako sistema integratzaileak eta bateria fabrikatzaileak atzerrian. |
| henling Envirn | Estatuko sarea, etab. | |
| Tenperaturaren kontrola industriala | Sanhe Tongfei | Konpainia energia biltegiratzeko tenperatura kontrolatzeko negozioa zabaltzen hasi zen 2020an, Sungrow, Clou Electronics, Narada Power Sour, Trina Solar eta abar bezalako bezeroak zabalduz. |
| Goaland Energy | Bezero nagusiak bateria-ontzien integrazio-fabrikatzaileak eta bateria-fabrikatzaileak dira, eta gaur egun CATL eta beste batzuekin elkarlanean aritu da. | |
| Automobilaren kudeaketa termikoa | Jialeng Songzhi | CATL, SmartPropel Energy, etab. |
| Jiangsu Kingfield | Air Conditioning International Energy Storage lotutako produktuak 2020an hasi ziren CATL eta abar hornitzen. | |
SmartPropel Energy Company
SmartPropel Energyk energia biltegiratzeko pilen kudeaketa termikoaren teknologiaren ikerketan eta garapenean inbertitzen jarraitzen du. Gaur egun, armairu bakarreko energia biltegiratzeko likido hozteko produktuetarako erreserba teknikoak eta irtenbideak ditu litiozko baterietan oinarrituta, eskala handiko energia biltegiratzeko zentral elektrikoen hozte likidoko sistemetarako eta kabina aurrefabrikatutako energia biltegiratzeko likido hozteko produktuetarako. Konpainiak hozte-sistema likidoaren garapen-gaitasun guztiak ditu, dimentsio bakarreko eta hiru dimentsioko simulazio-diseinutik taula bakarreko garapenera arte, eta azken finean, hozte-sistema likido-sistema soluzioak emateko gaitasuna du.
