エネルギー貯蔵システムの冷却方法は、エネルギー貯蔵システムの安全性、コスト、効率に関係します。現在、主な冷却方式は自然冷却、強制空冷、液冷であり、それぞれ用途に応じて使い分けられています。大型コンテナのエネルギー貯蔵の大規模用途では、液体冷却エネルギー貯蔵システムがより注目されています。そして、さまざまな冷却方法をどのように選択するかは、システムの安全性、効率、経済性などを総合的に考慮する必要があります。
(1) 自然冷却。自然冷却とは、金属材料の高い熱伝導率を利用して熱を奪い、空気中に放散する冷却方法です。これは、特定の風速要件のない自然対流を指します。使用されているヒートシンクは銅、アルミニウムです。
(2) 強制空冷。放熱には強制対流が使用されます。特別な風速がある場合、その風速はファンによる対流を実現できます。ファンラジエーター、高密度ヒートシンクプレート、熱交換器の構成により、対向または交差気流環境を作り出し、熱の除去を促進し、放熱効率を向上させることができます。
(3) 液体冷却技術。液体冷却アプリケーションとは、次の使用を指します。液体冷却プレート（水冷冷却プレートとも呼ばれる）熱源に設置され、ヒートシンクユニットと連携して流体循環方式で熱を放散します。一般に液体冷却技術は、強制対流相変化システムや、熱エネルギー密度が非常に高く放熱効果が得られない環境で使用されることがほとんどです。
エネルギー貯蔵システムでは、パワーパック、携帯電話、ラップトップなどの現在の低電力システムは、一般に自然放熱を利用しています。ポータブル電源、家庭用エネルギー貯蔵システム、UPS、中小型産業用コンテナエネルギー貯蔵などの中電力システムは、一般に強制空冷を採用しています。電気自動車のエネルギー貯蔵システムは一般的に水冷技術を採用しています。現在、中型および大型のエネルギー貯蔵システムでも水冷技術が使用され始めています。
エネルギー貯蔵システムは主にバッテリーエネルギー貯蔵システムを指し、一般的にバッテリーシステム、PCSシステム、BMSシステム、監視システムなどで構成されます。バッテリーシステムは直列および並列の単一バッテリーで構成されます。現在一般的な 40 フィート 2.5MWh 空冷エネルギー貯蔵コンテナによると、約 6510 120Ah セル、2790 280Ah セル、および数千個のセルが積み重ねられています。エネルギー貯蔵システムの充放電効率は約90%で、動作中に大量の熱が発生します。これらの熱は時間内に分散する必要があります。そうしないと、バッテリーの寿命に影響があり、さらには熱暴走が発生します。 、火災の危険をもたらします。
空冷放熱は、電気コアで発生した熱をファンを通じて外部に排出し、液冷放熱は、冷媒を通じて熱対流を行います。空冷技術は、その単純な構造、成熟した技術、低コストにより、迅速な納品と導入を実現できるため、エネルギー貯蔵システムに初めて広く使用されました。しかし、空冷システムは容積が大きく、外部環境の影響を大きく受けます。システムの安全性、効率性、経済性には多くの問題があります。液体冷却エネルギー貯蔵装置の出現は、まさに上記の問題を解決します。
エネルギー貯蔵液冷システム
1. エネルギー貯蔵水冷システムの原理
液体冷却システムは、現在パワーバッテリーの熱管理の注目の研究方向です。冷却水の大きな熱容量と循環により電池システムの余分な熱を奪う能力を利用することで、電池パックの最適な動作温度条件を実現できます。液冷システムの基本コンポーネントには、液冷プレート、液冷ユニット、液冷パイプライン、高圧および低圧ワイヤー ハーネスが含まれます。冷却液など
2. エネルギー貯蔵液冷システムの主な利点
(1) より安全に。エネルギー貯蔵プロジェクトの建設規模が継続的に増加するにつれて、単一バッテリーの容量とシステムのエネルギー密度もそれに応じて増加します。たとえ大容量のセルが使用されたとしても、100 MW のエネルギー貯蔵プロジェクトを構築するには数十万、さらには数十万のセルが必要となるため、より多くの熱が発生し、エネルギー貯蔵の温度制御管理に対するより高い要件が課せられます。システム。液体冷却エネルギー貯蔵技術は高い含有率を持っています。冷却液の対流により電気コアからの熱を直接放散できます。この方法は制御可能であり、外部条件の影響を受けません。また、放熱効率が高く、温度制御がより正確になります。空気の比熱容量、対流熱伝達係数などが小さいため、バッテリー空冷技術は熱伝達効率が低く、バッテリーの発熱が増加し、バッテリー温度が高くなり、熱暴走の危険性があります。液冷方式は、大流量の冷却媒体を利用してバッテリーパックの熱を強制的に放散させ、バッテリーモジュール間の熱の再分配を実現することで、熱暴走の継続的な悪化を迅速に抑制し、暴走のリスクを軽減します。
(2) より経済的です。安全性に加えて、エネルギー貯蔵システムの統合設計では、ライフサイクル全体の運用と保守も考慮する必要があります。液冷エネルギー貯蔵システムはより経済的です。エネルギー貯蔵システムの動作により、大量の熱と不均一な熱放散が発生します。これは、バッテリーエネルギー貯蔵システムの安全性を危険にさらすだけでなく、バッテリー寿命にも影響を与えます。クラスターレベルコントローラーとインテリジェントな温度制御均一化制御技術を通じて、エネルギー貯蔵液体冷却システムは、パイプと液体の流れの設定を通じて電気コアの温度をより均一にすることができます。同じ平均バッテリー温度を達成するには、空冷は液冷の 2-3 倍のエネルギー消費を必要とします。同じ消費電力のもとでは、バッテリーパックの最高温度は空冷の方が液冷よりも3-5度高く、液冷の方が消費電力は低くなります。
(3) 長期のエネルギー貯蔵にさらに適しています。 4hバッテリーエネルギー貯蔵システムが空冷放熱技術を使い続ける場合、その構造は単純でコストは低いですが、バッテリーセルから発生する熱がファンを通じて直接外部に持ち出されるという欠点があります。熱伝達係数が低く、冷却速度が遅く、広い面積の熱放散チャネルが必要であり、その面積は非常に大きくなります。液体冷却技術には、高い熱伝導率、より均一な熱放散、より低いエネルギー消費、より少ない床面積という利点があります。液冷エネルギー貯蔵システムのコンテナソリューションは高い放熱効率を持っています。従来の空冷コンテナと比較して、出力密度は 100% 増加し、床面積は 40% 以上節約されます。大規模かつ長期のエネルギー貯蔵シナリオに適しています。
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