В промышленных и коммерческих проектах по хранению энергии система терморегулирования является ключевым компонентом, определяющим безопасность, срок службы и экономическую эффективность системы хранения энергии. В настоящее время две основные технологии рассеивания тепла: -жидкостное охлаждение и воздушное охлаждение-адаптированы к различным требованиям сценариев и имеют явные преимущества и границы применения.

1. Существенные различия между двумя путями рассеивания тепла

Основные различия между двумя технологиями отвода тепла заключаются в теплопередающей среде и логике теплообмена, которые напрямую определяют структурную сложность и базовые характеристики системы:

Система воздушного охлаждения

Он использует воздух в качестве теплоносителя, а вентиляторы заставляют воздух проходить через поверхность аккумуляторных модулей или внутренние воздуховоды, чтобы отвести тепло, образующееся во время зарядки и разрядки аккумулятора. Благодаря относительно простой конструкции его основные компоненты включают только вентиляторы, воздуховоды и радиаторы без необходимости использования дополнительных устройств циркуляции жидкости. Он отличается низкой сложностью интеграции и свободными требованиями к форме места установки.

Система жидкостного охлаждения

В качестве теплоносителя используется жидкость с более высокой удельной теплоемкостью. Через холодные пластины или трубопроводы,-предварительно встроенные в аккумуляторные модули, он напрямую контактирует с аккумуляторными элементами, поглощая тепло, а затем рассеивает тепло в окружающую среду через внешний теплообменник. Система имеет более сложную конструкцию, требующую вспомогательных насосов, резервуаров для хранения жидкости, трубопроводов и прецизионных систем контроля температуры, что предъявляет высокие требования к комплексному проектированию и технологии уплотнения.

2. Сравнение производительности: данные выявляют основные пробелы

В сценариях промышленного и коммерческого хранения энергии с высокой-мощностью и высокой-плотностью разница в производительности между ними значительно увеличивается. Эти недостатки напрямую влияют на безопасность и срок службы системы, особенно с учетом популяризации аккумуляторных элементов с высокой-энергией-плотностью, таких как 314 Ач:

1. Эффективность рассеивания тепла и контроль разницы температур: жидкостное охлаждение имеет преимущество порядка--величины

Данные испытаний показывают, что теплообменная способность системы жидкостного охлаждения в 6 раз выше, чем у системы воздушного охлаждения. При зарядке и разрядке при температуре 0,5°C система жидкостного охлаждения может контролировать разницу температур внутри аккумуляторного блока в пределах 3 градусов, а высококачественные-решения могут даже достигать разницы температур<2℃ inside the pack; while even with optimized air duct design, the temperature difference of the air cooling system generally exceeds 8℃. In a test of a 314Ah centralized system under the same conditions, the maximum temperature of battery cells in the liquid-cooled cabinet was 35℃, while that in the air-cooled cabinet reached 42℃. This 7℃ temperature difference directly leads to differences in service life-for every 20℃ increase in the working temperature of battery cells, the cycle life is halved. The annual capacity attenuation of the air cooling system reaches 8.1%, while that of the liquid cooling system is only 3.2%, with a cumulative attenuation gap of 49% over 10 years.

2. Адаптивность к окружающей среде: жидкостное охлаждение способно работать в экстремальных условиях.

Эффект рассеивания тепла системой воздушного охлаждения сильно зависит от температуры окружающей среды. При высокой-температуре внутри контейнеров (45 градусов) южным летом эффективность рассеивания тепла снижается на 50 %, что может привести к срабатыванию защиты и отключению BMS; при низких температурах ниже -10 градусов в северном Китае вентиляторы склонны к обледенению и замерзанию, что приводит к снижению эффективности зарядки и разрядки на 30 %. Благодаря точному контролю температуры и функциям нагрева система жидкостного охлаждения может стабильно работать в широком диапазоне температур от -40 до 45 градусов. В средах с высоким-запылением и-солевым туманом, таких как пустыни, горнодобывающие районы и прибрежные районы, закрытая система жидкостного охлаждения также может эффективно изолировать загрязняющие вещества и снизить риск сбоев.

3. Безопасность системы и частота отказов: жидкостное охлаждение обеспечивает лучшую гарантию

Система воздушного охлаждения основана на конвекции воздуха, которая склонна к закупорке воздуховодов пылью и сережками, что приводит к ежегодному снижению эффективности рассеивания тепла на 8 %-12 %. В заводском проекте степень засорения воздуховодов достигла 40% после 2 лет работы, что потребовало остановки для очистки. Система жидкостного охлаждения работает закрыто, без проблем с блокировкой, а интенсивность ее отказов на 40% ниже, чем у системы воздушного охлаждения. Наработка-безаварийной работы циркуляционных насосов основных узлов превышает 50 000 часов, а срок службы автомобильных уплотнений может достигать более 8 лет. В крайних случаях система жидкостного охлаждения может быстро поглотить тепло, выделяемое в результате термического разгона аккумуляторных элементов, задерживая распространение рисков, а некоторые системы погружного жидкостного охлаждения также могут изолировать кислород для подавления реакций.

4. Использование пространства: жидкостное охлаждение поддерживает конструкцию с высокой-плотностью

Воздушное охлаждение требует резервирования большого пространства для воздуховодов, что ограничивает плотность энергии системы; охлаждающие пластины жидкостного охлаждения могут быть тесно интегрированы, что позволяет разместить в том же объеме батареи большей-емкости. Для промышленных и коммерческих проектов с ограниченной площадью установки компактная конструкция жидкостного охлаждения может значительно снизить затраты на гражданское строительство.

3. Применимые сценарии и выбор: ключевое значение имеет соответствие требованиям

В сочетании с вышеуказанными различиями границы применимых сценариев двух технологий ясны. Выбор должен быть сосредоточен на масштабе проекта, окружающей среде, бюджете и ожидаемом сроке службы:

1. Применимые сценарии для систем воздушного охлаждения.

Подходит для малых и средних-промышленных и коммерческих накопителей энергии (например, менее 1-2 МВтч), регионов с мягким климатом (температура от -5 до 35 градусов) и чистым воздухом; сценарии с ограниченным бюджетом проекта, низким ожидаемым сроком службы (5-8 лет) и ограниченными ресурсами эксплуатации и технического обслуживания. Например, малые и средние заводы в пригородных районах на юге, проекты резервного электроснабжения офисных зданий и т. д. — воздушное охлаждение можно быстро реализовать с небольшими затратами.

2. Применимые сценарии для систем жидкостного охлаждения.

Подходит для средних и крупных-промышленных и коммерческих накопителей энергии (более 3 МВтч), требований к высокой-мощности/высокой-плотности (например, встроенная фотоэлектрическая-накопительная-зарядка), экстремальных климатических регионах (высокая температура, низкая температура, высокая пыль); проекты с высокими требованиями к безопасности системы, сроку службы (более 10 лет) и стабильности, а также стремление к долгосрочной-окупаемости инвестиций. Например, проекты по хранению энергии на крупных производственных предприятиях, в центрах обработки данных, северных холодных регионах или южных -промышленных зонах с высокими температурами-жидкостное охлаждение — более надежный выбор.

4. Отсутствие абсолютного превосходства или неполноценности в технических маршрутах; Адаптация к требованиям оптимальна

Благодаря преимуществам низкой стоимости и простоты обслуживания воздушное охлаждение по-прежнему имеет незаменимое значение в промышленных и коммерческих проектах малой и средней-энергетики, работающих в мягких условиях; Жидкостное охлаждение, благодаря эффективному рассеиванию тепла, точному контролю температуры и высокой адаптации к окружающей среде, стало основным выбором для средних и крупных-проектов с высокими-требованиями. При выборе нам следует отказаться от «теории-только затрат» или «теории только-технологий» и провести комплексную оценку с учетом масштаба проекта, условий окружающей среды, требований к производительности и затрат на полный-жизненный-цикл.

Для промышленных и коммерческих пользователей, стремящихся к долгосрочной-стабильной прибыли, хотя первоначальные инвестиции в систему жидкостного охлаждения относительно высоки, она может обеспечить замкнутый цикл за счет увеличения срока службы батареи, снижения затрат на эксплуатацию и техническое обслуживание, а также повышения эксплуатационной эффективности; Если бюджет ограничен и сценарий прост, система воздушного охлаждения может удовлетворить основные потребности в хранении энергии.