Minkään tuotteen kehitys ei voi poiketa lopullisesta tavoitteesta saavuttaa korkeampi kustannustehokkuus. Vaikka prosessissa saattaa esiintyä vastatrendi korkeaan hintaan ja korkeaan kokemukseen teknologisten läpimurtojen tuomana, viimeinen suuntaus on silti saavuttaa korkea kustannustehokkuus uusien teknologioiden popularisoinnin myötä.
Joten mihin energian varastointituotteiden teknologinen kehitys on menossa?
Energian varastointijärjestelmät koostuvat pääasiassa neljästä pääkomponentista: akuista, akunhallintajärjestelmistä, lämmönhallintajärjestelmistä ja turvajärjestelmistä. Seuraavaksi keskustellaan näistä neljästä pääkomponentista:
1. Akku
Aiemmin aiheissa "Seuraavan sukupolven energian varastointituotteet" ja "Kiista viidestä energiavarastojen akkujen määrittelyreitistä" keskusteltiin, että sekä sähköenergian varastointikennotuotteiden että järjestelmätuotteiden tehokapasiteetti on tulossa "isompi sitä parempi" tulevan kehityksen myötä. suunta. Akkutuotteiden koko on kuitenkin viime kädessä rajoitettu. Kun akun kapasiteetti on saavuttanut tietyn tason, on vielä panostettava kennojen luontaisen turvallisuuden kehittämiseen ja kennojen suorituskyvyn hyödyntämisen parantamiseen.
Lisäksi on tarpeen erottaa akkutuotteet sovellusskenaarioiden mukaan eri alueilla ja tietyillä alueilla, jotta ne vastaisivat paremmin eri sovellusten tarpeita.
2. Akunhallintajärjestelmä
Tällä hetkellä akun hallintajärjestelmä harjoittaa pääasiassa akun jännitteen, lämpötilan, virran ja niin edelleen seurantaa. Se valvoo pääasiassa jo tapahtunutta dataa ja suorittaa sammutussuojauksen ja muita toimintoja jo tapahtuneilta poikkeavuuksilta.
Odotamme akunhallintajärjestelmältä:
a. Se voi ennakoivasti seurata akun tilaa ja ennustaa tulevaa akun tilaa aiemmin luotujen tietojen avulla.
b. Akunhallintajärjestelmää voidaan käyttää akun suorituskyvyn täysimääräiseen hyödyntämiseen sen koko elinkaaren ajan ja akun epänormaalin suorituskyvyn säätämiseen itsenäisesti.
3. Lämmönhallintajärjestelmä
Akun lämmönhallintajärjestelmä on kehittynyt alkuperäisestä luonnollisesta jäähdytyksestä pakotettuun ilmajäähdytykseen ja nykyiseen valtavirran nestejäähdytteiseen levymuotoon. Kuitenkin on edelleen havaittu, että se ei voi tarjota tyydyttävää työlämpötila-ympäristöä akuille. Tämä ilmenee pääasiassa akkujen korkeissa lämpötiloissa (noin 37 astetta), suurissa lämpötilaeroissa akkujen välillä (5 - 8 astetta) ja suurissa lämpötilakentissä akkukennoissa (15 - 20 astetta).
Teollisuus myös etsii aktiivisesti uudentyyppisiä lämmönhallintamenetelmiä. Viime aikoina paljon suositeltu täysin upotettu nestejäähdytysmenetelmä, kuten kuvassa näkyy, sijoittaa akkukennot nestejäähdytyssäiliöön ja ruiskuttaa sitten jäähdytysnesteen säiliöön upottaakseen akut kokonaan, jolloin saavutetaan monisuuntainen ja monikulmainen kosketus lämmön saamiseksi. hajoaminen.
Tärkeimmät edut ovat seuraavat:
a. Jäähdytysneste koskettaa suoraan akkukennoja, jolla on korkeampi lämmönvaihtotehokkuus verrattuna epäsuoran jäähdytyksen nestejäähdytyslevyihin, ja se pystyy jäähtymään tai lämpenemään nopeasti.
b. Akkukennot haihduttavat lämpöä kaikkiin suuntiin, kun ne ovat täysin upotettuina, ja lämpötila kussakin kohdassa akkukennoissa on tasaisempi (noin 3 astetta) verrattuna nestejäähdytyslevytyypin lämpötilaan.
c. Kun akkukennot ovat täysin upotettuja, korkeatasoinen lämpötilan tasaisuus paristojen välillä voidaan saavuttaa säätämällä lämpötilaeroa nesteen sisääntulon ja nesteen ulostulon välillä.
d. Kun akkukennot ovat täysin upotettuina jäähdytysnesteeseen, akkukennojen väliset tyhjät alueet täyttyvät jäähdytysnesteellä ja erotetaan toisistaan rakoilla. Yksittäisen akkukennon lämpökarkaamisen tapauksessa jäähdytysneste voi poistaa lämpötilan nopeasti, jäähdytysneste eristää hajaantuneen lämpötilan eikä muodosta lämpödiffuusiota. Jäähdytysneste imee ja purkaa myös lämpöpurkauksen aiheuttaman elektrolyytin, ja jäähdytysneste eristää akkukennoista poistuvan korkean lämpötilan kaasun, mikä parantaa akun turvallisuutta.
Upotustyyppisellä nestejäähdytyksellä on monia etuja, mutta sen kehitys ei ole sujuvaa:
a. Jäähdytysnesteen on upotettava akut kokonaan ja sillä on oltava hyvä juoksevuus ja korkea turvallisuus, joten jäähdytysnesteen valinta on vaikeaa.
b. Järjestelmässä on suuri määrä akkuja, ja virtauskanavien suunnittelu on vaikeaa täydessä upotuksessa. Kulmat ilmestyvät usein, mikä johtaa suuriin lämpötilaeroihin.
Viime aikoina tietotutkimuksen ja erilaisten jäähdytysmenetelmien vertailun avulla on havaittu, että puolijohdetyyppiset jäähdytystuotteet voidaan kiinnittää suoraan akkukennojen pintaan käyttöä varten. Pienen tehon ja laajamittaisten sovellusten epämukavuuden vuoksi niitä käytetään kuitenkin tällä hetkellä pääasiassa pienikokoisissa ilmankuivaajissa, vesiautomaateissa ja muissa tuotteissa.
Kuten edellä mainittiin, mitä tulee lämmönhallintatekniikoiden viimeaikaiseen kehitykseen, älykäs lämmönhallinta on pitkällä aikavälillä akun lämmönhallinnan perimmäinen suunta. Älykkään lämmönhallinnan avulla akkujen optimaalinen työlämpötila voidaan ylläpitää mahdollisimman pienellä energiankulutuksella.
Älykäs lämmönhallinta on kokonaisvaltainen tasapaino, joka ottaa huomioon ulkoiset ympäristötekijät, kuten lämpötilan, kosteuden, tuulen nopeuden, valaistuksen, geotermisen lämmön sekä sisäiset komponentit, kuten akut, sähkökomponentit, kaapelit ja lämmönhallinnan. Se integroi ulkoisen ympäristön ennusteen ennakoimaan etukäteen, tarvitaanko lämmitystä tai jäähdytystä ja vastaava teho. Tämä varmistaa, että järjestelmän akuilla on optimaalinen lämpötila ja ne vaihtelevat suhteellisen pienellä alueella.
4.Turvajärjestelmä
Akun turvajärjestelmä on järjestelmän ydin.
Tällä hetkellä perfluoriheksanonipalontorjuntajärjestelmä on alan valtavirta, ja jotkut valmistajat käyttävät aerosoleja jne. Suurin ero on aineissa, mikä johtaa muutoksiin palontorjunta-isännässä, kun taas muut havainnot ja hälytykset ovat melko samanlaisia.
Tällä hetkellä kaasutyyppiset tai kaasumaiset palosuojausaineet, kuten perfluoriheksanoni ja aerosoli, riippuvat pääasiassa palontorjunta-ainepitoisuudesta. Kun kaasupitoisuus laskee ajan myötä, akkupakkauksessa on edelleen uudelleensytytyksen vaara.
Siksi tällä hetkellä jotkin energian varastointiyritykset ottavat käyttöön nestemäisen upotetun palosuojauksen.
Perusperiaate on: upottamalla akun kennot kokonaan akkupakkaukseen nestemäiseen väliaineeseen, nestemäinen väliaine ympäröi kennot kokonaan, alentaa nopeasti kennon vian jälkeen syntyvää lämpötilaa, eristää palavat korkean lämpötilan ja korkeapainekaasut, jotka syntyvät akun jälkeen. vikaantuminen nestemäisen väliaineen läpi, ja kennon vian jälkeen ulos purkautunut elektrolyytti voi imeytyä ja kuljettaa pois nestemäiseen väliaineeseen.
Kuitenkin tällä hetkellä teollisuuden energian varastointijärjestelmän turvajärjestelmän ilmaisinosa on riippumaton akun hallintajärjestelmästä. Yleensä lämpötilan, kaasun, VOC:n jne. integroiva multi-in-one-anturi asetetaan tiettyyn akun paikkaan erittäin rajoitetulla tarkkuudella, herkkyydestä puhumattakaan.
Koko akun turvallisuuden suojelemisprosessissa erotetaan vain vika ja ei-vika. Korkean lämpötilan vaihe puuttuu kokonaan ennen akun vikaa.
Siksi se, mitä pitäisi tehdä tällä hetkellä, ja mitä monet yritykset tekevät, on linkittää turvallisuusjohtamisjärjestelmä akunhallintajärjestelmään. Loppujen lopuksi akunhallintajärjestelmä valvoo jokaisen kennon jännitettä ja lämpötilaa reaaliajassa.
5. Älykäs integroitu järjestelmä
Tällä hetkellä uudessa energiateollisuudessa, erityisesti voimaalalla, älykäs kehitys etenee nopeasti. Tässä artikkelissa todetaan, että akkujärjestelmien kehittämiseen tulee liittyä myös akunhallintajärjestelmien, lämmönhallintajärjestelmien ja turvajärjestelmien kokonaisvaltainen älykkyys.
Turvajärjestelmä käyttää akunhallintajärjestelmän valvontatietoja ja yhdistää ne lämmönhallintajärjestelmän älykkäisiin ennustetietoihin varhaisvaroitus-, hälytys- ja palonsammutustyön suorittamiseksi ennen akkukennojen pettämistä, minimoiden häviöt. Niistä korkean lämpötilan vaiheessa ennen akkukennojen vikaa, turvajärjestelmä voi käynnistää lämmönhallinnan suurtehoisen jäähdytyksen akkukennojen vikareaktion estämiseksi. Lisäksi big datan seurannan ja vertailun avulla akkupoikkeamien esiintymisaika ja tyyppi voidaan ennakoida etukäteen ja vastaavat hoitomenetelmät voidaan tehdä mahdollisimman varhaisessa vaiheessa.