随着电力储能市场的蓬勃发展,电化学储能作为其中的核心环节,其安全性和效率性已成为业界关注的焦点。尤其是在高温环境下,电芯的热失控风险显著增加,这不仅影响储能系统的性能,还可能会对电站的安全运行构成威胁。因此,解决电芯的热失控风险,为储能系统降温,已经刻不容缓。
目前,储能领域热管理方式一般有风冷散热、液冷散热等。液冷散热技术通过液体对流直接散热,为电池提供了精确且均匀的温控,确保电池组能够稳定运行。凭借其出色的散热性能,液冷技术在中高功率场景下,逐渐成为主导的冷却方式。
液冷散热原理
液冷储能系统散热主要靠液冷机组完成,液冷机组由循环泵、压缩机、散热片、风扇等组成,通常采用50%乙二醇溶液作为热量传导媒介,通过冷却液与发热部件的直接或间接接触,高效地带走热量,确保电池在理想的工作温度内运行。具体来说,液冷技术主要从以下方面实现系统降温:
1冷却液循环
使用具有高热容量和良好传热性能的液体冷却介质,如水、乙二醇混合液或专用冷却液。通过循环泵将冷却液在系统中循环,以确保持续的热量转移。
2 热交换器
冷却液通过内置于电池模组之中或紧密贴合在电池模组表面的冷板或冷却管,直接吸收电池产生的热量。而为了增加传热面积、提高传热效率,冷板和冷却管通常采用高导热材料(如铜或铝)。冷却液吸收的热量将流动至散热器进行释放。这些散热器通常带有风扇,能够有效提高散热效率。
3温度监控和控制
安装在电池模组和冷却液管路上的温度传感器会实时监控温度变化,控制系统EMS根据温度传感器的数据调节循环泵的流量和散热器风扇的转速,以优化冷却效果和节能。
4封闭系统设计
为了防止泄漏和污染,冷却液会在封闭的管路系统中循环。同时,系统中通常设计有膨胀罐,用于调节冷却液的体积变化,维持系统的压力稳定。
液冷降温优势
液冷技术能够实现温控的精确性和降温的均匀性,具有高效散热、温度均匀性好、噪音较低等突出优势。
1高效散热
液冷系统专为高功率密度和高热流密度的应用而设计,它采用液体循环散热机制,高效地将电池产生的热量带走,确保电池在持续稳定且较低的温度范围内运行。通过液冷散热,不仅能有效减小各电池单元之间的温度差异,还将极大地促进电池性能的一致性和稳定性,很大程度上避免因温度不均而导致的电池性能下降。
2温度均匀性好
液冷技术能将冷却液均匀地分布在电池间,实现散热均匀,保持电池组内温度一致。这种均匀的温度分布有助于延长电池寿命,提高储能系统的整体性能。
3散热噪音较低
液冷储能系统通过引入循环的液体冷却介质来实现对储能设备的精准温度控制,不需要依赖于电池包上的风扇产生气流来进行散热,从而避免了风扇转动所产生的噪音。因此,液冷储能系统运行时噪音较低,适合对噪音敏感的环境。
领储宇能热管理方案
领储宇能的Ocean系列储能一体柜产品,凭借其创新的单簇热管理与智能液冷技术,展现出了卓越的性能优势。
基于先进的组串式储能技术路线,Ocean系列产品实现了精准的单簇热管理。每个电池簇的温度均可独立控制,有效避免了PACK因局部过热可能引发的热失控问题。这种设计不仅显著延长了电池的使用寿命,还极大地提升了系统的整体安全性。
Ocean系列储能一体柜通过BMS中的温度传感器实时监测并记录单个电池簇中电芯的温度数据,BMS对收集到的数据进行分析后,EMS可以了解并掌握各电芯之间的温差情况,通过精细调节单个电池簇中冷却液的流量、温度以及散热风扇的转速等关键参数,实现对温度的精准控制。
得益于单簇热管理技术及智能液冷技术的双重加持,Ocean系列产品成功将单簇电芯温差精准控制在3℃以内,实现了PACK间优异的均温性控制。这确保了储能设备始终在最佳工作温度范围内高效稳定运行,极大提升了系统的整体性能。领储宇能的Ocean系列储能一体柜为储能市场提供了一种高效、安全的解决方案,广泛适用于工商业用户侧、共享储能、新能源配储、光柴配储等高功率密度、散热需求较高的场景。
液冷技术凭借其卓越的热管理性能,已经成为确保储能系统高效、安全运行的重要技术。随着液冷技术的不断创新和突破,电力储能或将迎来更加繁荣和广阔的发展前景,为能源行业的可持续发展注入新的活力。