Vitsillä sanottuna energian varastoinnin lämpötilan hallinnan alalla ensimmäinen sukupolvi oli ilmajäähdytys, toinen sukupolvi ja tällä hetkellä hallitseva oli kylmälevynestejäähdytys, ja upotusnestejäähdytys oli vielä pyrkimässä kolmanteen sukupolveen. Yhtäkkiä ilmaantui suorajäähdytys, joka tuli markkinoille korkealla profiililla kilpaillen kolmannen sukupolven seuraajan paikasta.
Kiinan energian varastointiteollisuus on siirtynyt nopean kehityksen vaiheeseen, ja jatkuva teknologinen innovaatio ja useiden teknisten reittien synkronointi ovat yksi tämän ajanjakson tärkeimmistä ilmentymistä.
Erityisesti kun energian varastointikennot kehittyvät kohti suurempaa kapasiteettia, järjestelmäintegraatio kehittyy kohti suurempaa mittakaavaa ja suurempaa energiatiheyttä, ja sovellusskenaariot muuttuvat monimutkaisemmiksi ja monipuolisemmiksi, mikä kaikki asettaa korkeampia vaatimuksia käyttöiän, turvallisuuden, kustannusten ja muiden tekijöiden suhteen. energian varastointijärjestelmät. Järjestelmäintegraatiosta ydinkomponentteihin, mukaan lukien kennot, 3S, lämpötilan säätö ja palosuojaus, teknologian iterointi jatkuu.
Avainlinkkinä energian varastointijärjestelmässä lämpötilan säätöjärjestelmällä on tärkeä rooli energian varastoinnin turvallisuudessa, tehokkuudessa ja käyttöiässä. Erityisesti pitkäaikaisen energian varastoinnin ja nopean energian varastoinnin kaltaisten sovellusten kasvavan kysynnän vuoksi lämpötilansäätökomponenttien yleisiä suorituskykyindikaattoreita on nostettu.
Ensimmäisestä ilmajäähdytyssukupolvesta nykyiseen kylmälevynestejäähdytykseen, upotusnestejäähdytykseen, joka saa laajaa huomiota, lämpötilan säätötekniikkaa on viime vuosina kehitetty monitahoisesti optimoimaan jatkuvasti ongelmia, kuten akun herkkyyttä. lämpöä ja epätasaista lämpötilan jakautumista.
Kuun alussa tuli toinen suuri uutinen: CRRC Zhuzhou Institute julkaisi yhdessä 14 toimialan ketjuyrityksen, mukaan lukien Invic, Hisense Network Energy, Tongfei Co., Ltd. ja Midea kanssa tulevaisuuteen suuntautuvan 6,9 MWh järjestelmän, jossa lämpötilansäätölinkissä käytettiin ensimmäistä kertaa 12 kW:n energiaa varastoivaa suorajäähdytysyksikköä. Heti kun tämä uutinen ilmestyi, se herätti alan huomion.
Alunperin uusien energiaajoneuvojen alalla käytetty suorajäähdytystekniikka on tullut energian varastointialalle suurella suosiolla. Kuuluu korkean profiilin tuen ääniä, samoin kuin vastalauseita.
Suorajäähdytys tähtää energian varastointilämpötilan säätöön 3.0?
Viimeisen kahden vuoden aikana uusiutuvan energian maailmanlaajuinen asennettu kapasiteetti on kasvanut nopeasti. Kansainvälisen energiajärjestön julkaiseman "Renewable Energy 2023" -markkinaraportin mukaan vuonna 2023 uusiutuvan energian maailmanlaajuinen asennettu kapasiteetti kasvaa 50 % vuoteen 2022 verrattuna ja asennetun kapasiteetin kasvuvauhti on ylittänyt aiemman 30 vuotta. Tätä taustaa vasten energian varastointiteollisuuden kehitys on tuonut entistä laajemman markkinatilan.
Samaan aikaan kiinalaiset energiavarastoyhtiöt joutuvat sisäisen kierron pyörteeseen. Teknologia on kilpailukyvyn ydin, kun taas korkea turvallisuus, alhaiset kustannukset ja korkea hyötysuhde ovat tärkeimmät kynnysarvot energian varastointitekniikan parantamiselle.
Varsinkin suurten akkukennojen trendin ja energian varastointijärjestelmien integroitujen tehotiheysten lisääntyessä akkujen tehokkuus ja lämmön karkaamisen riski ovat nousseet alan painopisteisiin. Niistä lämpötilan säätöjärjestelmällä on tärkeä rooli.
Tarkasteltaessa energian varastoinnin lämpötilan säätöteknologian kehitystä, ensimmäisen sukupolven ilmajäähdytysjärjestelmä oli yksinkertainen, alhaiset valmistuskustannukset ja helppo asentaa; toisen sukupolven kylmälevynestejäähdytys alkoi käyttää nestettä lämmönvaihtoväliaineena, jolla oli suuri lämmönsiirtokapasiteetti ja korkea lämmönvaihtotehokkuus; ja upotusnestejäähdytyksen, joka on vielä kehitysvaiheessa, etuna on se, että se estää tehokkaasti lämmön karkaamisen ja äärimmäisen lämpötilan tasaisuuden, mutta se on loukussa korkeiden kustannusten vuoksi, eikä sitä ole vielä ratkaistu.
Aikana, jolloin teollisuus kehittyy nopeasti ja teknologia iteroituu nopeasti, suorajäähdytys päättyi yhtäkkiä korkeaan profiiliin. On raportoitu, että edellä mainitussa 12 kW:n energiaa varastoivassa suorajäähdytysyksikössä käytetään kylmäaineen suorajäähdytystekniikkaa, joka vähentää lämmönvaihtohäviöitä, tekee järjestelmästä energiatehokkaamman ja alentaa kustannuksia; samalla se ottaa käyttöön suunnittelun, joka ei vaadi veden kiertoa, ja vuotoriski on "nolla". Yksikkö on kooltaan pienempi ja meluisempi, ja se pystyy tarjoamaan suuremman jäähdytyskapasiteetin rajoitetussa tilassa, mikä on linjassa energian varastointijärjestelmien energiatiheyden kasvun ja käytettävissä olevan tilan pienenemisen kehitystrendin kanssa.
Jotkut toimitusketjuyritykset sanoivat, että suorajäähdytyksen lämpötilansäätötekniikka tarjoaa enemmän vaihtoehtoja ja suuntauksia energian varastointiteollisuuden kehittämiseen, ja siitä odotetaan tulevan energian varastoinnin lämmönhallinnan tärkein kehitystrendi.
Jotkut yritykset ovat suoraan sanoneet, että koska akkukennojen tuottama lämpö ei ole tarpeeksi keskittynyt ja pinta-alayksikköä kohden syntyvä lämpö ei ole kovin suurta, ongelman ratkaisemiseksi ei tarvita korkean intensiteetin lämmönsiirtojäähdytystekniikkaa, kuten suorajäähdytystä. .
Mitä suorajäähdytys oikein on? Julkisen tiedon mukaan suorajäähdytys on minimalistinen jäähdytysmalli, joka ei vaadi vesikiertoa, jolloin kylmäaine jäähdyttää akkukennoa suoraan fluorikylmälevyn kautta ja poistaa nopeasti syntyneen lämmön lämmönvaihdon kautta.
Tällä hetkellä yleisempiä lämpötilansäätötekniikoita ovat pääasiassa ilmajäähdytys ja kylmälevynestejäähdytys, ja upotusnestejäähdytys on vielä kehitysvaiheessa. Yllä olevassa taulukossa esitetyistä neljästä lämpötilansäätötekniikasta lukuun ottamatta ilmajäähdytystä, joka käyttää ilmaa jäähdytysväliaineena, kylmälevyn nestejäähdytystä, upotusnestejäähdytystä ja suorajäähdytystä, kaikki käyttävät nestettä.
Kolmesta nestejäähdytystekniikasta vain uppojäähdytys käyttää suoraa kosketusta upottamalla akkukennot suoraan upotusnesteeseen ilman lämmönsiirtolinkkiä välillä. Kylmälevynestejäähdytys ja suorajäähdytys käyttävät sekä epäsuoraa kosketusta.
Rakenteellisesti suorajäähdytys ja kylmälevynestejäähdytys ovat melko samanlaisia. Alan sisäpiiriläiset sanoivat, että perinteinen kylmälevynestejäähdytystekniikka haihduttaa lämpöä akun pohjalle syöttämällä kylmää vettä nestejäähdytyslevyyn, kun taas suora jäähdytys korvaa kylmälevyn nestejäähdytyksessä olevan veden kylmäaineella, jota sitten käytetään jäähdytä akkukenno fluorikylmälevyn läpi.
Vaikka muodot ovat samanlaisia, näiden kahden tekniikan lämmönvaihtoperiaatteet eivät kuitenkaan ole täsmälleen samat.
Suorajäähdytyksessä hyödynnetään toisaalta lämpötilaeron lämmönvaihtoa. Koska kylmäaineen lämpötila on suhteellisen alhainen ja itse kylmäaineen ominaislämpökapasiteetti on paljon suurempi kuin veden, voidaan saavuttaa suurempi lämmönvaihtotehokkuus. Toisaalta suorajäähdytys hyödyntää myös haihdutuslämmön absorption periaatetta, joka absorboi ympäröivää lämpöä muuttamalla kylmäaineen nesteestä kaasuksi.
Tältä osin jotkut alan sisäpiiriläiset selittivät, että "akun jäähdytysjärjestelmän korkea kytkentä ilmastointijärjestelmään vastaa höyrystimen sijoittamista ilmastointijärjestelmään suoraan akkuun."
Voidaan nähdä, että lämmön määrä, joka voidaan poistaa suoralla jäähdytyksellä tässä kaksoislämmönvaihtomenetelmässä, on paljon suurempi kuin kylmälevynestejäähdytyksessä, joka perustuu yksinkertaisesti lämpötilaeron lämmönvaihtoon. Koneen erinomainen lämmönvaihtokyky ja kokonaishyötysuhde tekevät suorajäähdytyksellä energian varastoinnin alalla huomattavan markkina-alueen.
Itse asiassa ajatusta suoran jäähdytyslämpötilan säätötekniikan soveltamisesta energian varastoinnin alalla on ehdotettu jo pitkään, mutta niihin liittyvät tuotteet ja sovellukset ovat suhteellisen harvinaisia, jopa uusissa tutkimussovelluksissa. Syynä on, että suorajäähdytystekniikassa on edelleen monia ongelmia, joista ei ole päästy läpi.
Suoran jäähdytyslämpötilan säätötuotteiden edistämisessä turvallisuus asetetaan usein hyvin näkyvälle paikalle. On raportoitu, että kun vuoto tapahtuu, kylmäaine haihtuu automaattisesti kaasuksi, jolloin vuodon riski on nolla, ja se voi tehokkaasti välttää tavanomaisten jäähdytysaineiden vuotamisen aiheuttamat sähköiset oikosulut ja terminen karkaaminen.
On syytä huomata, että suorajäähdytysjärjestelmässä on suurempi painevoimakkuus. Toisaalta fluorin paine on paljon suurempi kuin veden paine. Vedenpaine on vain muutama kilo, mutta fluorin paine on kymmeniä kiloja korkeampi; toisaalta kylmäaineen haihtumispaine saavuttaa yleensä 3-4 ilmakehän, kun taas nestejäähdytyslevyn työpaine on yleensä 1,3 ilmakehän sisällä.
Siksi suora jäähdytys lisää huomattavasti kylmälevyn, liitosten ja putkistojen painetta kantavia lujuusvaatimuksia. Esimerkiksi perinteiset nylonputket eivät kestä tällaista painetta ollenkaan. Suorajäähdytyslevyn paineenkestotason tulee olla vähintään 4 kertaa haihdutuspaine.
Lisäksi suorajäähdytyksellä on paljon korkeammat vaatimukset kylmälevyn tiivistämiselle kuin perinteisellä nestejäähdytyksellä.
Kaikki nämä tekijät tekevät toimitusketjuyritysten erittäin vaikeaksi toistaa teknologiaansa, ja myös osien kustannukset nousevat vastaavasti. Järjestelmän ohjauksen kannalta suorajäähdytys on myös monimutkaisempaa, koska on huomioitava virtauksen jakautuminen eri PACKien välillä, haihtumislämpötilan säätö ja kylmälevyn virtauskanavan suunnittelu jne.
Esimerkkinä suorajäähdytyslevyn kylmäaineen virtaussuunnan suunnittelusta, akkupaketin tulee varmistaa akkukennojen toiminnan kohtuullisessa lämpötilassa, mutta myös ohjata eri moduulien välistä lämpötilaeroa. Yleensä akkukennojen lämpötilaeron vaaditaan olevan enintään 5 astetta. Siksi on erityisen tärkeää varmistaa itse akun kylmälevyn tasainen lämpötila. Siksi suorajäähdytyslevyssä olevan kylmäaineen virtaussuunnan optimointi ja energiaa varastoitavan akun lämpötilan tasaisuuden parantaminen ovat vaikeuksia, jotka suorajäähdytysjärjestelmän on voitettava.
Voidaan nähdä, että suorajäähdytystekniikan todellisessa soveltamisessa energian varastoinnin alalla on vielä monia ongelmia, ja laajamittaisen sovelluksen saavuttaminen kestää kauan.