Zarządzanie termiczne elektrochemicznym systemem magazynowania energii
Działanie systemu magazynowania energii generuje duże ciepło, które zagraża bezpieczeństwu i żywotności akumulatora. Żywotność baterii litowych jest ściśle związana z temperaturą pracy. Obecnie powszechnie uważa się, że najlepszy zakres temperatur pracy baterii litowych wynosi 10 stopni ~ 35 stopni. Zbyt niska temperatura doprowadzi do zakrzepnięcia elektrolitu i wzrostu impedancji, a zbyt wysoka spowoduje, że membrana będzie się łatwo topić. Akumulatory do przechowywania energii są ściśle ułożone, co zapewnia duże wytwarzanie ciepła i nierównomierne rozpraszanie ciepła. Gdy różnica temperatur między bateriami w pojemniku jest większa niż 10 stopni, żywotność baterii zostanie skrócona o ponad 15 procent. Różnica we wzroście temperatury między modułami zwiększy różnicę rezystancji wewnętrznej, co jeszcze bardziej skróci żywotność wszystkich akumulatorów ze względu na efekt beczki.
Obecnie główne schematy zarządzania ciepłem do magazynowania energii obejmują chłodzenie powietrzem i chłodzenie cieczą. Chłodzenie powietrzem polega na wykorzystaniu powietrza o niskiej temperaturze jako medium do generowania konwekcji termicznej między naturalnym wiatrem lub wentylatorem a ogniwem akumulatora, aby obniżyć temperaturę akumulatora. Struktura chłodzenia powietrzem jest prosta, ale wydajność wymiany ciepła jest niska i nie można uzyskać dokładnej kontroli temperatury. Natomiast schemat chłodzenia cieczą wykorzystuje ciecze chłodzące, takie jak woda, etanol i czynnik chłodniczy, które są w pośrednim kontakcie z ogniwem przez równomiernie rozmieszczone rowki prowadzące na płycie chłodzącej cieczą. Jest blisko źródła ciepła, ma wysoką wydajność wymiany ciepła i niskie zużycie energii oraz może zapewnić spójność temperatury ogniw baterii. W przyszłości, wraz ze wzrostem zapotrzebowania na systemy akumulatorów o dużej pojemności, wskaźnik penetracji bardziej wydajnych rozwiązań chłodzenia cieczą gwałtownie wzrośnie.
Obecnie coraz więcej osób zwraca uwagę na magazynowanie energii w postaci chłodzenia cieczą. Oprócz aktualnego zapotrzebowania rynku, jest to również nierozerwalnie związane z własnymi zaletami.
Próg technologii magazynowania energii chłodzonej cieczą jest wysoki, ponieważ nie tylko rozprasza ciepło układu, ale bezpośrednio rozprasza ciepło ogniwa poprzez konwekcję chłodziwa, a jej trudności obejmują również sposób zmniejszenia ryzyka wycieku chłodziwo. Technologia opakowań chłodzonych cieczą została przyjęta w celu wspierania modułowej konstrukcji jednostek magazynowania energii. Dzięki nowej generacji oprogramowania BMS bezpieczeństwo systemu magazynowania energii może być zagwarantowane na trzech poziomach: monitorowania ogniw, odprowadzania ciepła z pakietu i struktury systemu, tak aby poprawić wszechstronne bezpieczeństwo użytkowników.
Oprócz bezpieczeństwa, zintegrowany projekt systemu magazynowania energii powinien również uwzględniać działanie i konserwację całego cyklu życia. Z tej perspektywy ekonomiczność systemu magazynowania energii chłodzonego cieczą jest lepsza. Działanie systemu magazynowania energii wytwarza duże ciepło i nierównomierne rozpraszanie ciepła, co nie tylko zagraża bezpieczeństwu systemu magazynowania energii akumulatora, ale także wpływa na żywotność akumulatora. Może znacznie poprawić wydajność systemu, zapewniając jednocześnie bezpieczeństwo systemu baterii i unikając zagrożeń bezpieczeństwa spowodowanych ucieczką termiczną.
