Выбор решений для хранения энергии
В настоящее время технологиями хранения энергии с высокой технологической зрелостью и широким применением являются накачанные и электрохимические накопления энергии. Электрохимическое хранение энергии в основном использует технологию лития батареи. Учитывая такие факторы, как экономическая эффективность, безопасность, срок службы и зрелость промышленности, литий-фосфатные батареи в настоящее время являются наиболее подходящими батареями для хранения энергии. Регулирование частоты с помощью тепловой энергии. Регулирование частоты имеет высокие требования для производительности батарей для хранения энергии, включая высокие характеристики, высокие характеристики лазания, способность быстрого реагирования, сильное соотношение энергоэффективности, безопасность высокой температуры и длительный срок службы технологии хранения энергии. Следовательно, для проектов с хранением тепловой энергии в комбинированных регулировании частоты рекомендуется использовать литий -железо фосфатные батареи. С точки зрения сценариев применения применения энергии на боковой стороне пользователя, также рекомендуется использовать литий -фосфатные батареи на основе таких требований, как пиковое бритье, реакция спроса и надежность питания.
Пожары батареи в основном вызваны тепловым бегством батареи, что в основном связано с внутренними короткими замыканиями. Основные причины внутренних коротких замыканий включают механическое насилие, насилие от электричества и тепловое злоупотребление. Способ справиться с тепловым насилием заключается в том, чтобы принять хороший дизайн теплового управления.
Технология жидкого охлаждения использует теплопередачу жидкой конвекции, чтобы снять тепло, генерируемое аккумулятором, и снизить его температуру. Риск утечки жидкости при жидком охлаждении можно избежать с помощью конструкции. Эффективность жидкого охлаждения выше, чем у воздушного охлаждения, а контроль разности температур в жидком охлаждении лучше, чем у воздушного охлаждения. Температура жидкости и управление потоком жидкого охлаждения проще, чем у воздушного охлаждения, а срок службы батареи с использованием жидкого охлаждения длиннее. Учитывая общую стоимость, системы жидкого охлаждения имеют больше преимуществ, чем системы воздушного охлаждения. В то же время проблемы безопасности на электростанциях для хранения энергии являются заметными, а системы хранения энергии жидкого охлаждения постепенно продвигаются и применяются.
Система накопления энергии лития с жидким охлаждением
Система хранения энергии лития аккумулятора состоит из батарейного отсека и электрического отсека. Батарейный отсек состоит из кластеров аккумулятора, систем жидкого охлаждения, систем огневой защиты, шкафов комбинезон, распределительных ящиков и т. Д. Весь процесс проектирования системы хранения энергии литийной батареи включает в себя аккумулятор, стойку аккумулятора и контейнер аккумулятора, как показано на рисунке.
Система хранения энергии использует квадратную алюминиевую алюминиевую алюминиевую алюминиевую оболочку литий -фосфата LF280K батареи (3,2 В/280 AH). Параллельное соединение серии аккумуляторов составляет 1P48S, и каждый аккумулятор имеет 48 батарейных ячеек LF280K с емкостью 43,008 кВт · ч. Система аккумулятора состоит из 8 кластеров батареи, подключенных параллельно, каждый кластер, состоящий из 8 батарейных пакетов, подключенных последовательно. Система хранения энергии имеет емкость 2,75 МВт · ч и номинальное напряжение 1228,8 В. Батарея для хранения энергии представляет собой стандартный контейнер с высоким уровнем 20 футов (6,058 мкх 2,438 мкх 2,896 м) с такими функциями, как гидроизоляция, изоляция, профилактика коррозии, профилактика пожара, штоколодовое сопротивление, сопротивление удару и UV. Уровень его защиты - IP54. Чтобы предотвратить перезагрузку и перегрузку батарей, достичь заряда и управления сбросом батарей и обеспечить стабильную и надежную работу системы батареи, система должна быть оснащена системой управления аккумуляторами (BMS), а защитное оборудование должно быть оснащено реле, выключателями схем, предохранителями и т. Д.
Хранение энергии Термическое управление
Проектирование системы теплового управления
Система жидкого охлаждения и управления нагреванием состоит из жидких охлаждающих пластин, жидких охлаждающих единиц, трубопроводов с жидким охлаждением, жгутов проводки с высоким и низким напряжением и охлаждающей жидкости. Что касается вопроса утечки жидкого охлаждения, предпринимаются следующие меры. Во -первых, жидкий сустав охлаждения принимает быстрого загромождения охлаждающего охлаждения автомобильного утечки, что может гарантировать, что риск утечки жидкости минимизируется во время работы системы хранения энергии. Во -вторых, датчик уровня жидкости должен быть установлен в расширении резервуара жидкого охлаждения. Если есть утечка, блок жидкого охлаждения будет звучать тревога. В -третьих, уровень защиты конструкции аккумулятора является IP67, гарантируя, что в случае утечки не оказывается влияния на систему. Жидкая охлаждающая пластина аккумулятора изготовлена из алюминиевого сплава, зажигая и интегрирована с функциями основания и жидкой охлаждающей пластины. Жидкая охлаждающая пластина и герметизирующая пластина соединены сваркой трения; В то же время, жидкая охлаждающая пластина также будет проходить тестирование на воздухонепроницаемость, чтобы обеспечить хорошую производительность герметизации. Жидкая охлаждающая пластина аккумулятора принимает канал «серпантина», а охлаждающая жидкость использует 50% воды по массе и 50% этиленгликоля по массе. Система жидкого охлаждения использует определенную стратегию теплового управления, чтобы охладить или нагреть аккумулятор, когда охлаждающая жидкость протекает через жидкую охлаждающую пластину.
Вместе с жидким охлаждением имеют функции охлаждения, отопления и осушителя, а стратегия и рабочий режим теплового управления для единиц жидкого охлаждения тесно связаны. В тексте TMAX относится к самой высокой температуре аккумулятора; TVAG относится к средней температуре батареи; TMIN относится к самой низкой температуре батареи.
Когда TMAX больше или равен 28 градусам, а TVAG больше или равный 25 градусам, блок жидкого охлаждения входит в режим охлаждения, компрессор включается, а высокотемпературный хладагент и хладагент высокого давления сбрасывается из компрессора и входит в конденсатор для конденсации. После выпуска тепла и охлаждения он углубляется и депрессируется через расширительный клапан, а затем входит в испаритель, чтобы обмениваться теплом с охлаждающей жидкостью. Хладагент поглощает тепло и испаряется в испарителе, прежде чем течь обратно в всасывающий порт компрессора, завершая цикл охлаждения. В настоящее время водяной насос в водном пути включается, нагреватель PTC не включается, а охлаждающая жидкость охлаждается в испарительном испарителе пластины и входит в жидкую охлаждающую пластину с аккумулятором, чтобы охладить аккумулятор и снять огонь, тем самым достигая цели охлаждения аккумулятора. Когда tmax меньше или равен 25 градусам, а TVAG меньше или равным 22 градусам, остановите режим охлаждения.
Когда TMIN меньше или равен 12 градусам, а TVAG меньше или равным 15 градусам, жидкий охлаждающий блок входит в режим нагрева, компрессор выключается, водяной насос и нагреватель PTC включаются, а охлаждающая жидкость нагревается нагревателем PTC и вступает в тарелку с батареей, чтобы нагреть батарею. Этот режим подходит для ситуаций, когда температура батареи слишком низкая и требуется нагрев. Остановите режим нагрева, когда TMIN больше или равен 20 градусам, а TVAG больше или равна 23 градусам.
Когда температура на входе меньше или равна 12 градусам, блок жидкого охлаждения входит в режим самообразования, компрессор, вентилятор, нагреватель PTC выключается, а водяной насос включается, что позволяет многократно циркулировать охлаждающую жидкость в пластине охлаждения аккумулятора и блока, переносящего тепло в аккумуляторе. Когда влажность внутри контейнера выше температуры точки росы при соответствующей температуре, блок жидкого охлаждения активирует режим осушивания.
Система пожарной защиты от накопления энергии
Система пожарной защиты использует каждый аккумуляторный блок в качестве минимальной защиты и принимает новое управляющее технологическим решением для двухфазного огнетующего агента газо-жидкости. Он совместно использует всасывающие детекторы, горючие детекторы газа, а также детекторы температуры и дыма для всестороннего мониторинга и обнаружения всего ящика для хранения энергии в режиме реального времени. Среди них детектор вдохновления контролирует и защищает всю кластерную батарею в единицах кластеров батареи, горючий детектор газа контролирует и защищает батареи, а температуру и детектор дыма контролирует и защищает электрическое компартмент.
Когда аккумулятор испытывает тепловой огнестрельный огонь, детектор обнаруживает огонь и открывает клапан управления аккумуляторами кластера аккумулятора. В то же время информация о пожаре передается на хост пожарного подавления через автобус CAN. Звук и легкая тревога включается, выхлопная система включается, а хост подавления начинает выходить. Пожарный агент транспортируется в двухфазное сопло с газом-жидкой через конвейер и клапан управления разделения. Пожарный агент распыляется через сопло, а затем распыляется в внутреннюю часть аккумулятора для реализации функций охлаждения и огневаренного огне.
Ведущий подавление огня для хранения энергии использует перфторогексан в качестве основного огнетующего агента для погашения, подавления и предотвращения ранних пожаров в шкафу для хранения энергии. После того, как огонь слишком большой, пожарного агента нужно долго распылять. После того, как встроенный агент огнетую перфторгексана в хосте используется, система автоматически пополняет воду пожарного гидранта для достижения долгосрочного непрерывного распыления, подавления пожарного правления и охлаждать аккумулятор.
Проверка теста
Система хранения энергии контейнера с жидким охлаждением проходит 0. 5C тест зарядки при температуре окружающей среды 25 градусов, а BMS записывает изменения температуры каждого аккумулятора. В конце зарядки температура поверхности батареи внутри аккумулятора составляет менее 35 градусов, а повышение температуры составляет менее 10 градусов. На протяжении всего процесса зарядки самая низкая температура в точке мониторинга составляет 32,5 градуса, а самая высокая температура составляет 34,8 градуса, с разницей температуры менее 2,3 градуса, как показано на рисунке 2. Из экспериментальных результатов на рисунке 2 можно увидеть, что повышение температуры жидких охлаждаемых контейнеров намного меньше, чем разница в температурных контейнерах с воздушным охлаждением. Как правило, разность температур в контейнерах с воздушным охлаждением достигает степени 5-8, которая может эффективно способствовать температурной согласованности всей системы хранения энергии и продлить срок службы системы.
Заключение
Проект разработал 20 -футовую жидкую охлажденную систему накопления энергии, включая теоретическую конструкцию системы, конструкцию теплового управления, дизайн пожарной защиты и т. Д.
Использование аккумуляторных батарей с жидким охлаждением в новых энергетических транспортных средствах очень зрелое, а система хранения энергии стационарна без риска утечки. Система контейнеров с жидким охлаждением уменьшает конструкцию внутренних воздуховодов, принимает внешнюю систему технического обслуживания, устраняет необходимость во внутреннем пространстве коридоров и принимает большую конструкцию аккумулятора для максимизации плотности энергии. С точки зрения общей стоимости, система хранения энергии контейнера с жидким охлаждением имеет больше преимуществ. Самая важная вещь для системы хранения энергии - это обеспечить ее безопасность, а дизайн системы пожарной защиты имеет решающее значение. Система принимает защиту от пожарной защиты на уровне и схему непрерывного подавления перфторогексана и водопоя защиты от водоснабжения, чтобы обеспечить безопасную работу системы.