В промишлени и търговски проекти за съхранение на енергия системата за управление на топлината е основен компонент, който определя безопасността, експлоатационния живот и икономическата ефективност на системата за съхранение на енергия. Понастоящем двете основни технологии за разсейване на топлината-течно охлаждане и въздушно охлаждане-са адаптирани към различни изисквания на сценария, с различни предимства и граници на приложение.

1. Съществени разлики между двата пътя на разсейване на топлината

Основните разлики между двете технологии за разсейване на топлината се крият в топлопреносната среда и логиката на топлообмена, които директно определят структурната сложност и основните характеристики на системата:

Система за въздушно охлаждане

Той използва въздух като среда за пренос на топлина, а вентилаторите принуждават въздуха да тече през повърхността на модулите на батерията или вътрешните въздуховоди, за да отнеме топлината, генерирана по време на зареждането и разреждането на батерията. С относително проста структура, неговите основни компоненти включват само вентилатори, въздуховоди и радиатори, без необходимост от допълнителни устройства за циркулация на течности. Характеризира се с ниска трудност при интегриране и свободни изисквания към формата на пространството за инсталиране.

Система за течно охлаждане

Той приема течност с по-висок специфичен топлинен капацитет като среда за пренос на топлина. Чрез студени плочи или тръбопроводи, предварително-вградени в батерийните модули, той директно контактува тясно с батерийните клетки, за да абсорбира топлината и след това разсейва топлината в околната среда чрез външен топлообменник. Системата има по-сложна структура, изискваща поддържащи помпи, резервоари за съхранение на течности, тръбопроводи и прецизни системи за контрол на температурата, които налагат високи изисквания към интегрирания дизайн и технологията за уплътняване.

2. Сравнение на производителността: Данните разкриват основни пропуски

В сценариите за приложение с висока-мощност и висока{1}}плътност на промишлено и търговско съхранение на енергия, разликите в производителността между двете се увеличават значително. Особено с популяризирането на батерийни клетки с висока-енергийна-плътност като 314Ah, тези пропуски пряко засягат безопасността на системата и експлоатационния живот:

1. Ефективност на разсейване на топлината и контрол на температурната разлика: Течното охлаждане има предимство от порядък--

Данните от тестовете показват, че капацитетът на топлообмен на системата за течно охлаждане е 6 пъти по-голям от този на системата за въздушно охлаждане. При условия на зареждане и разреждане от 0,5C, системата за течно охлаждане може да контролира температурната разлика вътре в батерията в рамките на 3 градуса, а високо-качествените решения могат дори да постигнат температурна разлика от<2℃ inside the pack; while even with optimized air duct design, the temperature difference of the air cooling system generally exceeds 8℃. In a test of a 314Ah centralized system under the same conditions, the maximum temperature of battery cells in the liquid-cooled cabinet was 35℃, while that in the air-cooled cabinet reached 42℃. This 7℃ temperature difference directly leads to differences in service life-for every 20℃ increase in the working temperature of battery cells, the cycle life is halved. The annual capacity attenuation of the air cooling system reaches 8.1%, while that of the liquid cooling system is only 3.2%, with a cumulative attenuation gap of 49% over 10 years.

2. Адаптивност към околната среда: Течното охлаждане може да се справи с екстремни условия

Ефектът на разсейване на топлината на системата за въздушно охлаждане е силно зависим от температурата на околната среда. При висока-температурна среда от 45 градуса вътре в контейнерите през южното лято, ефективността на разсейване на топлината намалява с 50%, което е предразположено към задействане на BMS защита и изключване; при ниски температури под -10 градуса в северен Китай, вентилаторите са склонни към замръзване и замръзване, което води до 30% намаление на ефективността на зареждане и разреждане. Чрез прецизен контрол на температурата и функции за отопление системата за течно охлаждане може да работи стабилно в широк температурен диапазон от -40 градуса до 45 градуса. В среда с голям-прах, висока-солена мъгла, като пустини, минни райони и крайбрежни региони, затворената система за течно охлаждане може също така ефективно да изолира замърсителите и да намали риска от повреди.

3. Безопасност на системата и честота на отказ: Течното охлаждане предлага по-добра гаранция

Системата за въздушно охлаждане разчита на въздушна конвекция, която е предразположена към запушване на въздуховода от прах и котки, което води до годишно затихване от 8%-12% в ефективността на разсейване на топлината. Във фабричен проект степента на запушване на въздуховода достигна 40% след 2 години работа, което изисква спиране за почистване. Системата за течно охлаждане работи по затворен начин без проблеми с блокиране и нейният процент на повреда е с 40% по-нисък от този на системата за въздушно охлаждане. Времето за-безпроблемна работа на циркулационните помпи на основните компоненти надхвърля 50 000 часа, а експлоатационният живот на уплътненията от автомобилен клас може да достигне повече от 8 години. В екстремни случаи системата за течно охлаждане може бързо да абсорбира топлината, освободена от термичното изтичане на батерията, като забавя разпространението на рисковете, а някои системи за течно охлаждане с потапяне могат също да изолират кислорода, за да попречат на реакциите.

4. Използване на пространството: Течното охлаждане поддържа дизайн с висока-плътност

Въздушното охлаждане изисква запазване на голямо пространство за въздуховоди, което ограничава енергийната плътност на системата; охлаждащите плочи на течното охлаждане могат да бъдат тясно интегрирани, което позволява на батерии с по-висок{0}}капацитет да бъдат поставени в същия обем. За промишлени и търговски проекти с ограничено производствено пространство, компактният дизайн на течното охлаждане може значително да намали разходите за гражданско строителство.

3. Приложими сценарии и избор: Съвпадението на изискванията е ключово

В комбинация с горните разлики границите на приложимия сценарий на двете технологии са ясни. Изборът трябва да се фокусира върху мащаба на проекта, околната среда, бюджета и очакванията за експлоатационен живот:

1. Приложими сценарии за системи за въздушно охлаждане

Подходящо за малки и средни-промишлени и търговски съхранение на енергия (напр. под 1-2MWh), региони с мек климат (температура от -5 градуса до 35 градуса) и чист въздух; сценарии с тесни бюджети на проекта, нисък очакван експлоатационен живот (5-8 години) и ограничени ресурси за експлоатация и поддръжка. Например малки и средни фабрики в крайградските райони на юг, проекти за резервно електрозахранване на офис сгради и т.н. - въздушното охлаждане може бързо да се внедри с ниски разходи.

2. Приложими сценарии за системи за течно охлаждане

Подходящо за средно и широко{0}}промишлено и търговско съхранение на енергия (над 3MWh), изисквания за висока-мощност/висока-плътност (напр. интегрирано фотоволтаично-съхранение-зареждане), региони с екстремен климат (висока температура, ниска температура, голямо количество прах); проекти с високи изисквания за безопасност на системата, експлоатационен живот (повече от 10 години) и последователност и стремеж към дългосрочна-възвръщаемост на инвестицията. Например проекти за съхранение на енергия в големи производствени предприятия, центрове за данни, северни студени региони или южни високотемпературни индустриални зони-течното охлаждане е по-надежден избор.

4. Липса на абсолютно превъзходство или по-ниско качество в техническите маршрути; Адаптирането към изискванията е оптимално

С предимствата на ниска цена и лесна поддръжка, въздушното охлаждане все още има незаменима стойност в промишлени и търговски проекти с малка и средна{0}}мощност в мека среда; течното охлаждане, със своето ефективно разсейване на топлината, прецизен контрол на температурата и силна адаптивност към околната среда, се превърна в основен избор за средни и големи-мащабни проекти с високи-изисквания. По време на подбора трябва да се откажем от „теорията-само за разходите“ или „теорията-само за технологиите“ и да извършим цялостна оценка въз основа на мащаба на проекта, условията на околната среда, изискванията за ефективност и разходите за пълния-жизнен-цикъл.

За индустриални и търговски потребители, преследващи дългосрочна-стабилна възвръщаемост, въпреки че първоначалната инвестиция в системата за течно охлаждане е относително висока, тя може да постигне затворен цикъл на стойност чрез удължаване на живота на батерията, намаляване на разходите за експлоатация и поддръжка и подобряване на оперативната ефективност; ако бюджетът е ограничен и сценарият е прост, системата за въздушно охлаждане може да отговори на основните нужди за съхранение на енергия.