1. Lapangan panyimpenan energi: Solusi cooling Cairan dadi gaya utama
Suhu mengaruhi kapasitas, safety, urip lan kinerja sistem panyimpenan energi elektrokimia liyane, mula manajemen termal sistem panyimpenan energi dibutuhake. Sistem panyimpenan energi minangka sistem kompleks sing kasusun saka akeh baterei, PCS, BMS, EMS, kontrol suhu, proteksi geni lan subsistem liyane, ing antarane baterei minangka komponen inti saka sistem kasebut.
Dampak suhu ing sistem panyimpenan energi dibayangke ing rong aspek:
(1) Suhu mengaruhi kinerja sel baterei siji. Suhu sing dhuwur banget utawa kurang banget bakal mengaruhi panggunaan normal sel baterei;
(2) Suhu mengaruhi kinerja sistem baterei. Beda suhu antarane sawetara baterei bakal mengaruhi konsistensi sistem. Masalah konsistensi bakal mengaruhi safety, efisiensi lan umur sistem.
Dampak suhu ing kinerja sel baterei dibayangke ing:
(1) Kapasitas: Suhu dhuwur bakal nambah resistance internal baterei lan nimbulaké mundhut saka ion lithium aktif. Yen baterei disimpen ing suhu dhuwur kanggo dangu, kapasitas bakal nyimpang saka kapasitas nominal. Sing luwih dhuwur suhu, sing luwih cepet kapasitas bosok baterei lithium-ion. Ing lingkungan suhu sing kurang, kinerja transmisi elektrolit wis suda banget, sing uga bakal nyebabake nyuda kapasitas baterei lithium. Tingkat retensi kapasitas baterei lithium wesi fosfat yaiku 60% nganti 70% ing 0 ° C, lan dikurangi dadi 20% nganti 40% ing −20 ° C.
(2) Urip: Owah-owahan suhu nyebabake owah-owahan ing resistance internal lan voltase baterei, mengaruhi umur baterei. Panaliten nemokake yen saben kenaikan suhu 1°C, umur baterei suda udakara 60 dina.
(3) Stabilitas termal: Suhu dhuwur bakal nimbulaké reaksi bosok ing bahan internal baterei, mengaruhi operasi aman lan stabil baterei. Ing lingkungan suhu dhuwur, film SEI bisa decompose, kang bakal mimpin kanggo occlusion saka saluran ion lithium, short circuit saka elektroda positif lan negatif, lan generasi saka jumlah gedhe saka panas. Ing wektu sing padha, jumlah gas sing akeh bakal diasilake, nyebabake fenomena pelarian termal kayata bulging lan pecah baterei. Ing lingkungan suhu sing kurang, dendrit lithium bisa uga katon ing elektroda negatif baterei lan malah bisa nusuk film SEI, sing mengaruhi safety baterei.
Umume dipercaya sawetara suhu operasi sing optimal kanggo baterei lithium yaiku 10-35 ℃.
Kisaran suhu operasi baterei lithium
Dampak suhu ing sistem baterei dibayangke ing konsistensi sel baterei. Sajrone operasi baterei, beda ing pangisian daya lan discharge negara saben sel baterei, beda ing resistance internal, fluktuasi saiki lan faktor liyane bakal nimbulaké beda ing negara tuwa saka baterei siji sawise sawetara siklus, kang siji nimbulaké beda ing kinerja antarane siji. baterei. Pasinaon wis ditampilake sing gradien suhu antarane modul nyuda kapasitas lan urip kabeh baterei, supaya iku perlu kanggo njaga uniformity suhu antarane saben baterei siji ing paket baterei. Kanggo njaga konsistensi baterei siji ing baterei, prabédan suhu antarane sel baterei kudu ora ngluwihi 5°C.
Distribusi suhu paket baterei ing sistem hawa-cooled ing tingkat discharge 1.5C
Ana papat solusi manajemen termal kanggo sistem panyimpenan energi: cooling online, cooling Cairan, cooling pipa panas lan cooling owah-owahan fase. Saiki, mung cooling online lan cooling Cairan wis mlebu aplikasi skala gedhe, nalika cooling pipa panas lan cooling owah-owahan phase isih ing tataran laboratorium.
(1) cooling Air: Udhara digunakake minangka medium, kanthi karakteristik struktur sing prasaja lan pangopènan sing gampang. Nanging, udhara nduweni kapasitas panas spesifik sing kurang lan konduktivitas termal sing kurang, sing cocok kanggo skenario kanthi syarat efisiensi pendinginan sing kurang.
(2) Pendinginan cair: Cairan digunakake minangka media pendingin. Media pendingin cair sing umum digunakake kalebu banyu, larutan banyu etilena glikol, etilena glikol murni, refrigeran AC lan lenga silikon. Medium cooling nduweni koefisien transfer panas sing dhuwur, kapasitas panas spesifik gedhe, kacepetan cooling cepet, efek cooling apik lan struktur kompak.
(3) Pendinginan pipa panas: Elemen ijol-ijolan panas sing efisien sing gumantung marang owah-owahan fase cairan sing digunakake ing cangkang lan tabung sing ditutup kanggo entuk ijol-ijolan panas. Pipa panas duwe kaluwihan saka konduktivitas termal sing dhuwur, isothermal, arah aliran panas sing bisa dibalik, kerapatan fluks panas variabel lan suhu konstan.
(4) Phase ngganti cooling: Kalor diserap kanthi nggunakake owah-owahan fase bahan owah-owahan fase. Milih bahan kanthi kapasitas panas spesifik sing gedhe lan koefisien transfer panas sing dhuwur bakal entuk efek pendinginan sing apik. Nanging, bahan owah-owahan fase dhewe ora nduweni kemampuan kanggo nyirnakake panas lan kudu dikombinasikake karo metode pambuangan panas liyane.
Solusi Manajemen Termal Panyimpenan Energi
Karakteristik teknologi manajemen termal panyimpenan energi khas
| item | cooling Air | Pendinginan cair | Pendinginan pipa panas | Phase ngganti cooling | |
| Pasif | aktif | Pendinginan udara dingin | Cooling pungkasan Cairan cooling | Bahan pangowahan fase + bahan konduktif termal | |
| Efisiensi pendinginan | Sedheng | Luwih dhuwur | Luwih dhuwur | High | High |
| kacepetan cooling | Sedheng | High | High | High | Luwih dhuwur |
| Suntikan suhu | Sedheng | Luwih dhuwur | Luwih dhuwur | High | High |
| Bedane suhu | Luwih dhuwur | kurang | kurang | kurang | kurang |
| Kompleksitas | Sedheng | Sedheng | Sedheng | Luwih dhuwur | Sedheng |
| umure | Long | Long | Long | Long | Long |
| biaya | kurang | Luwih dhuwur | Luwih dhuwur | High | Luwih dhuwur |
Pendinginan cair solusi wis mboko sithik berkembang dadi solusi utama ing skenario panyimpenan energi tambahan.
Saka sisih sumber, solusi cooling Cairan nduweni kaluwihan saka kadewasan technical dhuwur, efek cooling apik, lan impact positif ing kinerja sistem.
(1) Safety: Solusi cooling Cairan nduweni efisiensi boros panas sing dhuwur lan tingkat perlindungan sing dhuwur. Bisa ngatasi lingkungan kerja sing luwih rumit, nyuda kemungkinan pelarian termal, lan nambah safety operasi sistem. Data nuduhake yen kapasitas disipasi panas saka Cairan 3,000 kaping volume udara sing padha, lan konduktivitas termal 25 kaping udhara. Kajaba iku, sistem pendingin cair duwe tingkat proteksi sing luwih dhuwur lan bisa ngatasi lingkungan operasi sing luwih abot.
(2) Efisiensi ekonomi: Kanggo entuk efek kontrol sing padha, solusi pendinginan cair nduweni konsumsi energi sing luwih murah, sing bisa nyuda investasi operasi lan ningkatake ekonomi kabeh siklus urip. Kanggo entuk suhu baterei rata-rata sing padha, pendinginan udara mbutuhake konsumsi energi 2-3 kaping luwih akeh tinimbang pendinginan cair. Ing konsumsi daya sing padha, suhu maksimal baterei yaiku 3-5 derajat Celsius luwih dhuwur kanggo pendinginan udara tinimbang kanggo pendinginan cair. Sistem pendingin cair bisa ngirit energi nganti udakara 50% dibandhingake karo sistem pendingin udara.
(3) Integrasi dhuwur: Amarga efek pendinginan sing luwih apik saka solusi pendinginan cair, integrasi sistem panyimpenan energi ing wadhah luwih dhuwur. Minangka conto sistem panyimpenan energi sing didinginake cairan SmartPropel Energy, kapasitas wadhah 40 kaki sing digawe adhem udhara tradisional yaiku 3.44MWh, dene kapasitas solusi sing didinginake cairan kanggo wadhah 40 kaki sing padha bisa tekan 6.88MWh . Kanggo stasiun daya panyimpenan energi kanthi kapasitas sing padha, panggunaan sistem baterei sing adhem cair ngirit luwih saka 40% ruang lantai.
Saka sisih dikarepake, arah pangembangan sistem panyimpenan energi kanthi kapasitas sing luwih gedhe lan luwih akeh skenario duwe syarat sing luwih dhuwur kanggo manajemen termal, lan kinerja solusi pendinginan cair luwih cocog karo iki.
(1) Skala pembangkit listrik panyimpenan energi saya tambah gedhe. Nalika proporsi energi anyar ing sistem tenaga saya mundhak, panjaluk sumber daya cukur puncak kayata panyimpenan energi saya tambah akeh, lan kinerja kiriman stasiun listrik panyimpenan energi kapasitas gedhe luwih apik tinimbang stasiun listrik kapasitas cilik. . Mulane, stasiun daya panyimpenan energi skala gedhe nuduhake tren kapasitas gedhe. Saiki, skala proyek panyimpenan energi independen kanthi cepet ngluwihi 100 MWh lan pindhah menyang GWh.
Ing taun 2023, papat stasiun listrik tunggal 200MW/400MWh bakal dioperasikake. Ing September 2023, wis ana 30 proyek panyimpenan energi kanthi skala luwih saka 500MWh sing wis direncanakake lan diluncurake, kanthi skala total 12.2GW/33GWh. Pembangkit listrik kanthi kapasitas gedhe biasane nggunakake sel baterei kanthi kapasitas gedhe. Nalika ukuran lan kapasitas sel baterei mundhak, kinerja boros panas saka sel baterei dhewe deteriorates, supaya syarat kanggo Kapabilitas Manajemen termal saka sistem bakal dadi luwih dhuwur.
(2) Skenario aplikasi stasiun daya panyimpenan energi luwih maneka warna. Miturut syarat durasi panyimpenan energi sing beda-beda, skenario aplikasi panyimpenan energi bisa dipérang dadi patang kategori: jinis kapasitas (≥4 jam), jinis energi (udakara 1 ~ 2 jam), jinis daya (≤30 menit) lan serep jinis (≥15 menit). Ing skenario jinis kapasitas lan jinis energi, panyimpenan energi digunakake kanggo fungsi kayata cukur puncak lan ngisi lembah, panyimpenan energi off-grid, lan cadangan darurat, nuduhake tren kapasitas gedhe. Generasi panas saka proyek siji mundhak, lan syarat kanggo manajemen termal mundhak. Ing skenario jinis daya, sistem panyimpenan energi dibutuhake kanggo nyerep utawa ngeculake energi kanthi cepet lan nyedhiyakake dhukungan daya kanthi cepet. Ngisi daya lan mbuwang kanthi cepet mbutuhake pangaturan suhu baterei sing luwih dhuwur, lan pentinge manajemen termal disorot.
2. Penyejukan Cairan panyimpenan energi: Tingkat penetrasi samesthine bakal tekan udakara 45% ing taun 2025
Produsen utama domestik wis ngluncurake solusi pendinginan cair, sing mbuktekake popularitas pendinginan cair. Antarane proyek panyimpenan energi sing wis ana, solusi pendinginan udara duwe proporsi sing luwih dhuwur, utamane amarga pendinginan udara gampang desain lan murah. Nanging, nalika ukuran lan Kapadhetan energi saka sistem panyimpenan energi mundhak, kaluwihan saka teknologi cooling Cairan dadi luwih penting.
Saiki, perusahaan kayata CATL, BYD, Envision Group, SUNGROW, HyperStrong, Zhengtai New Energy, lan Energi SmartPropel wis ngluncurake produk pendinginan cair.
| Produk pendingin cair sing diluncurake dening macem-macem perusahaan | ||
| Company | Model Produk | kasedhiyan |
| CATL | EnerOne | 2020 |
| BYD | Kubus BYD | 2020.8 |
| Energi SVOLT | JU-Integrated Liquid-cooled Energy Storage System | 2021.4 |
| HyperStrong | HyperStrong | 2021.4 |
| Clou Elektronika | E30 | 2021.5 |
| Klompok Chint | TELOGY 1500V Cairan-cooled Sistem Panyimpenan Energi | 2021.6 |
| Envision Group | Produk Panyimpenan Energi sing digawe adhem Cairan cerdas | 2021.1 |
| Teknologi Kehua | Kehua S3 Sistem Panyimpenan Energi sing adhem Cairan | 2022.5 |
| Sungrow | PowerTitanlPowerStack | 2022.5 |
| Energi SmartPropel | 372KWh + 200KW Sistem Panyimpenan Energi Pendinginan Cairan | 2023.9 |
| Clou Elektronika | Produk Pendingin Cairan Seri Aqua | 2023.4 |
| Teknologi Zhongtian | MUSE1.0 | 2022.6 |
| JD Energy | Didistribusikake Modular Liquid Cooling Energy Storage Kabinet Integrasi | 2022.9 |
| Narada Power Sour | Sistem Panyimpenan Energi Pendinginan Cairan CenterL | 2022.9 |
Komponen dhasar saka sistem cooling Cairan panyimpenan energi kalebu: piring cooling Cairan, unit cooling Cairan (pemanas opsional), Cairan cooling pipeline (kalebu sensor suhu, katup), dhuwur lan kurang sabuk kabel voltase; coolant (larutan banyu etilena glikol), lan liya-liyane. Miturut cara kontak antarane coolant lan baterei, ana rong skema: siji kontak langsung, sel baterei utawa modul dicelupake ing cairan (kayata lenga silikon insulasi listrik), ngidini cairan langsung kelangan baterei; liyane kanggo nyetel saluran cooling utawa piring kadhemen antarane batre, saéngga Cairan ora langsung kelangan baterei.
Sistem pendinginan cairan panyimpenan energi aman, efisien lan fleksibel. Njupuk SmartPropel Energy "Sistem Panyimpenan Energi Pendinginan Cairan 372KWh + 200KW" minangka conto:
(1) Safety: Sistem iki nganggo proteksi IP55 + anti-kondensasi + seismik struktural + desain watesan enem dimensi. Saben paket duwe pipa fleksibel perfluorohexanone + deteksi umpan balik geni. Tingkat sistem nganggo konsep desain telung tingkat bledosan-bukti + proteksi geni telung tingkat kanggo entuk pemantauan lan perlindungan insulasi telung.
(2) Efisiensi: Pengontrol tingkat kluster digunakake ing sistem panyimpenan energi pendinginan cair. Liwat kontrol cerdas arus dening manajer tingkat kluster, keseimbangan aktif, switching cerdas lan respon weker tingkat milidetik saka unit kluster baterei diraih. Eksperimen wis nuduhake yen ing efek balancing saka pengontrol tingkat kluster, kapasitas ngisi lan mbuwang kabeh siklus urip tambah luwih saka 6%. Ing wektu sing padha, ing fungsi ngoper saka controller tingkat kluster, kontrol balancing cerdas cluster baterei wis ngrambah, lan kasedhiyan taunan sistem punika> 99%. Digabungake karo kontrol suhu cerdas lan teknologi kontrol imbang, desain paten saka Cairan cooling Pack "Tongcheng", boros panas sistem "circulation pindho", lan distribusi multi-tingkat saka Cairan cooling pipo, prabédan suhu nang sistem wadhah konsisten. lan ora ngluwihi 5°C, lan prabédan suhu ing antarane paket apa wae ora ngluwihi 3°C. Ing kontrol suhu cerdas lan teknologi kontrol imbang, kemungkinan runaway termal efektif ditindhes, lan urip sistem tambah 13%.
(3) Fleksibilitas: Kapadhetan daya saka sistem panyimpenan energi cooling Cairan tambah dening 100%, lan kapasitas 40 kaki bisa tekan 372Kwh. Njupuk tata letak sistem panyimpenan energi kanthi 200KW / 372KWh minangka conto, panggunaan sistem baterei pendingin cair ngirit luwih saka 40% ruang lantai. Panggunaan desain modular prefabrikasi nyuda biaya investasi awal luwih saka 2%.
Mbandhingake solusi pendinginan hawa lan cairan pendinginan, biaya peralatan kontrol suhu kanggo pendinginan cair yaiku 0.09 RMB / wh, lan kanggo pendinginan udara yaiku 0.025 RMB / wh. Biaya sakabèhé saka cooling Cairan samesthine bakal suda.
(1) Pendinginan udara: Wadah panyimpenan energi 40 kaki tradisional kanthi kapasitas 3.5MWh umume nggunakake sistem pendingin udara 12.5kw. Rega sistem AC siji kira-kira 22,000 RMB, lan rega kontrol suhu saka sistem wadah diitung dadi 88,000 RMB, cocog karo rega unit 0.025 RMB/wh, lan regane 25 yuta RMB saben GWh.
(2) Pendinginan Cairan: Wadhah 40 kaki kanthi kapasitas 5-6MWh mbutuhake rong sistem pendingin cair 40kw. Rega sistem siji kira-kira 270,000 RMB, lan rega kontrol suhu saka wadhah yaiku 540,000 RMB, cocog karo rega unit 0.09 RMB / wh, lan regane 90 yuta RMB saben GWh. Nanging, considering Kapadhetan integrasi dhuwur saka sistem cooling Cairan, kapasitas padha manggoni wilayah cilik, biaya construction sipil suda, kapasitas padha nggunakake bahan tambahan kurang kayata konektor, lan biaya sistem sakabèhé suda.
Miturut prakiraan GGII, regane industri kontrol suhu panyimpenan energi bakal udakara RMB 2.4 milyar ing 2021 (kalebu ekspor luar negeri), lan samesthine bakal tekan meh RMB 16.5 milyar ing 2025. Antarane, pasar pendinginan cair bakal ana. udakara 45% ing 2025.
Pemasok solusi kontrol suhu pendinginan cairan panyimpenan energi utamane saka kontrol suhu pusat data, kontrol suhu industri lan produsen kontrol suhu otomotif. Kunci kanggo kompetisi dumunung ing kemampuan desain produk non-standar, amarga integrator panyimpenan energi beda duwe solusi desain produk beda. Kontrol suhu cooling Cairan kudu dikembangake bebarengan karo tata letak baterei, desain pipa cooling Cairan, lan sapiturute, lan digabungake karo baterei, supaya desain khusus dibutuhake.
| Supplier utama saka panyimpenan energi Cairan cooling kontrol suhu | ||
| Industri asli | Company | Pelanggan utama |
| Kontrol suhu pusat data | Envicool | CATL, BYD, Narada Power Sour, Clou Electronics, SmartPropel Energy, Sungrow, HyperStrong lan integrator sistem mainstream lan produsen baterei ing luar negeri. |
| henling Envirn | Grid Negara, lsp. | |
| Kontrol suhu industri | Sanhe Tongfei | Perusahaan kasebut wiwit nyebarake bisnis kontrol suhu panyimpenan energi ing taun 2020, ngembangake pelanggan kayata Sungrow, Clou Electronics, Narada Power Sour, Trina Solar, lsp. |
| Goaland Energy Kab | Pelanggan utama yaiku manufaktur integrasi wadhah baterei lan produsen baterei, lan saiki wis kerja sama karo CATL lan liya-liyane. | |
| Manajemen termal otomotif | Jialeng Songzhi | CATL, SmartPropel Energy, lsp. |
| Jiangsu Kingfield | Produk sing gegandhengan karo Penyimpanan Energi Internasional Air Conditioning wiwit diwenehake menyang CATL, lsp ing taun 2020. | |
Perusahaan SmartPropel Energy
SmartPropel Energy terus nandur modal ing riset lan pangembangan teknologi manajemen termal baterei panyimpenan energi. Saiki duwe cadangan teknis lan solusi kanggo produk pendingin cairan panyimpenan energi siji-kabinet adhedhasar baterei lithium, sistem pendinginan cairan stasiun tenaga listrik skala gedhe, lan produk pendinginan cairan panyimpenan energi kabin prefabrikasi. Perusahaan kasebut nduweni kabeh kemampuan pangembangan sistem pendinginan Cairan, saka desain simulasi siji-dimensi lan telung dimensi nganti pangembangan papan tunggal, lan pungkasane nduweni kemampuan kanggo nyedhiyakake solusi sistem pendinginan cair siji-mandeg.
