Čo je to kvapalinou chladený akumulátorový zásobník energie?

V dnešných rýchlo sa rozvíjajúcich globálnych technológiách skladovania energie a energie sa systémy skladovania energie z batérií postupne stávajú kľúčovou súčasťou transformácie energetickej štruktúry.

Spomedzi mnohých technológií skladovania energie sa kvapalinou chladené akumulátorové akumulátory stávajú hlavnou voľbou pre veľké elektrárne na skladovanie energie, priemyselné systémy na skladovanie energie a vysokovýkonné aplikácie vďaka svojej vysokej bezpečnosti, vysokej stabilite a dlhej životnosti. Takže, čo presne je kvapalinou chladený akumulátorový zásobník energie? Aké sú jeho výhody v porovnaní s tradičnými metódami skladovania energie chladeným vzduchom? ako to funguje? Tento článok poskytne komplexný úvod do kvapalinou chladených batériových zásobníkov energie.

1. Základné pojmy Kvapalinou chladené batérie na ukladanie energie

Kvapalinou chladený akumulátor energie je zariadenie na ukladanie energie, ktoré využíva technológiu chladenia kvapalinou na riadenie teploty batérie. Používa lítiové batérie (ako sú lítium-železofosfátové batérie) ako jadrovú energetickú jednotku, ktorá integruje a balí viaceré batériové moduly. Cirkulujúca chladiaca kvapalina prúdi cez potrubia, aby rovnomerne odvádzala teplo z batérie, čím sa udržiava prevádzka batérie v stabilnom a bezpečnom teplotnom rozsahu.

Veľké systémy akumulácie energie vytvárajú počas nabíjania a vybíjania značné teplo. Nadmerná teplota môže urýchliť degradáciu batérie, znížiť účinnosť a dokonca predstavovať bezpečnostné riziko. Systémy kvapalného chladenia prostredníctvom efektívnej výmeny tepla udržujú batériu v optimálnom rozsahu prevádzkových teplôt, čo vedie k bezpečnejšej, dlhodobejšej a výkonnejšej prevádzke.

Kvapalinou chladený zásobník energie sa zvyčajne skladá zo štyroch hlavných častí:
Modul batérie: Skladá sa z viacerých článkov zapojených sériovo a paralelne a je energetickým jadrom úložného bloku.
Chladiaca doska/potrubie: Chladiaca kvapalina cirkuluje vo vnútri chladiacej dosky a prenáša teplo z batérie prostredníctvom vedenia tepla.
Systém riadenia teploty: Zahŕňa čerpadlo chladiacej kvapaliny, výmenník tepla, ventily a snímače teploty, ktoré sú zodpovedné za cirkuláciu kvapaliny a reguláciu teploty a prietoku.
Battery Management System (BMS): Monitoruje napätie, prúd a teplotu batérie v reálnom čase a pracuje v spojení so systémom riadenia teploty, aby bola zaistená bezpečná prevádzka celého systému.
Tieto štruktúry úzko spolupracujú, aby vytvorili stabilný a účinný systém regulácie teploty.

Princíp činnosti kvapalinou chladených zásobníkov energie
Jadrom systému chladenia kvapalín je „tepelný manažment cirkulácie kvapalín“. Jeho pracovný postup je nasledovný:
（1）Akumulátor počas prevádzky vytvára teplo;
(2) Kvapalinová chladiaca doska je pripevnená k batériovému modulu a vedie teplo do chladiacej kvapaliny cez kovový tepelne vodivý materiál;
(3) Chladivo prúdi pod pohon čerpadla a prenáša teplo do výmenníka tepla;
（4）Výmenník tepla odvádza teplo (výmena so vzduchom alebo chladiacim systémom);
(5) Ochladená kvapalina sa vracia na chladiacu dosku kvapaliny, čím sa spustí nový cyklus.

Prostredníctvom tohto nepretržitého cyklu je teplota batérie presne kontrolovaná v ideálnom rozsahu, zvyčajne 20 ℃ – 35 ℃.

2. Výhody a vlastnosti kvapalinou chladenej batérie

(1) Presná a jednotná kontrola teploty
V porovnaní so vzduchom chladenými systémami s veľkými teplotnými rozdielmi a nerovnomerným odvodom tepla môže kvapalinové chladenie regulovať teplotný rozdiel batérie do 3 °C, čím sa výrazne znižuje riziko úniku tepla.

(2) Vylepšená životnosť a výkon batérie
Stabilná teplota účinne spomaľuje starnutie batérie, zvyšuje životnosť batérie o 20 % – 40 % a zároveň zlepšuje účinnosť nabíjania a vybíjania.

(3) Výrazne zvýšená bezpečnosť
Kvapalné chladiace systémy môžu rýchlo rozptýliť teplo, keď je teplota batérie abnormálna, a súčasne pracovať v spojení s BMS na ochranu, vďaka čomu sú vhodné pre rozsiahle projekty skladovania energie.

(4) Podpora pre aplikácie s vysokou hustotou energie a aplikácie vo veľkom meradle
Kvapalinové chladenie má silné schopnosti odvádzať teplo, podporuje prevádzku vyšších výkonových a väčších systémov na skladovanie energie, vďaka čomu je obzvlášť vhodné pre priemyselné a komerčné skladovanie energie, odstraňovanie špičiek siete a scenáre integrácie skladovania fotovoltaickej energie.

Oblasti použitia kvapalinou chladených zásobníkov energie
Technológia chladenia kvapalinou rýchlo preniká do rôznych scenárov skladovania energie, vrátane:
Rozsiahle elektrárne na skladovanie energie na strane siete (regulácia frekvencie, odstraňovanie špičiek a plnenie údolí)
Komerčné a priemyselné systémy skladovania energie (zníženie nákladov na elektrickú energiu a zlepšenie stability dodávky energie)
Integrované systémy skladovania fotovoltaickej energie a veternej energie
Záložné napájanie dátových centier a komunikačných základňových staníc
Stanice na výmenu batérií elektrických vozidiel a nabíjacie stanice.
Jeho stabilita a vysoká bezpečnosť z neho robia dôležitú súčasť digitálnej a inteligentnej budúcnosti energetiky.

Kvapalinou chladené akumulátory energie sú produkty na uchovávanie energie, ktoré využívajú cirkuláciu kvapaliny na odvádzanie tepla, čím sa dosahuje efektívna, bezpečná a stabilná prevádzka. Vďaka svojej vysokej bezpečnosti, dlhej životnosti a vysokému výkonu sa stáva jedným z najdôležitejších riešení skladovania energie v novom energetickom priemysle.

3. Prečo stále viac výrobcov volí riešenia skladovania energie chladené kvapalinou?

S rýchlym rastom nového energetického priemyslu a neustálym rozširovaním scenárov aplikácií na ukladanie energie sa bezpečnosť batérií, efektívnosť systému a životnosť postupne stali hlavnými problémami tohto odvetvia. Najmä vo vysokovýkonných aplikáciách s vysokou hustotou energie, ako sú veľkokapacitné elektrárne na skladovanie energie, priemyselné a komerčné skladovanie energie a integrácia fotovoltaického skladovania energie, tradičné riešenia skladovania energie chladené vzduchom už nedokážu spĺňať vyššie požiadavky na výkon. V dôsledku toho sa rýchlo objavili kvapalinou chladené riešenia skladovania energie, ktoré sa stali hlavnou voľbou pre mnohých výrobcov zariadení na skladovanie energie. Prečo si teda stále viac výrobcov vyberá riešenia skladovania energie chladené kvapalinou? Aká priemyselná logika a technologické faktory sú za tým?

(1) Kritickosť tepelného manažmentu určuje bezpečnostnú hornú hranicu systému akumulácie energie
Najčastejšie používané batérie v elektrárňach na akumuláciu energie sú lítium-železofosfátové batérie a ternárne lítiové batérie. Tieto dva typy batérií nepretržite vytvárajú teplo počas nabíjania a vybíjania. Ak sa teplo nemôže rozptýliť včas, povedie to k:
Neustále zvyšovanie teploty batérie
Zvýšený vnútorný odpor
Nerovnováha v chemických reakciách
Skrátená výdrž batérie
Najnebezpečnejšie je, že môže spôsobiť tepelný únik alebo dokonca bezpečnostnú nehodu.

Chladenie vzduchom sa pri chladení spolieha na prúdenie vzduchu, ale vzduch má extrémne nízku tepelnú vodivosť a obmedzenú kapacitu odvádzania tepla, najmä v priestoroch na skladovanie energie s husto naskladanými batériami, kde teplo nie je ľahko odvádzané. Keď sa systém rozšíri na úroveň megawattov, tlak na tepelný manažment sa znásobí.

Naproti tomu kvapalinové chladenie využíva chladivo na priamy kontakt s modulmi batérie na prenos tepla a rýchlosť odvádzania tepla je niekoľkonásobne rýchlejšia ako vzduch. Preto si stále viac výrobcov uvedomuje, že tepelný manažment sa stal záchranným lanom systémov na skladovanie energie a chladenie kvapalinou je efektívnejšie a spoľahlivejšie riešenie.

(2) Kvapalinové chladenie robí rozsiahle systémy skladovania energie bezpečnejšími
Odvetvie skladovania energie sa rýchlo rozrastá a veľké elektrárne sú často pripájané do siete, čo kladie vyššie nároky na bezpečnosť. Vzduchom chladené systémy majú slabé schopnosti vyrovnávania teploty, čo často vedie k veľkým teplotným rozdielom medzi modulmi a lokalizovanému prehrievaniu. Pri veľkokapacitných zásobníkoch energie ide o potenciálne bezpečnostné riziko.
Technológia chladenia kvapalinou ponúka nasledujúce výhody:
Menší teplotný rozdiel: Kvapalinové chladenie môže stabilne regulovať teplotný rozdiel článku v rozmedzí 3 ℃, čo je oveľa lepšie ako teplotný rozdiel 8 – 15 ℃ vzduchom chladených systémov. Vyššia teplotná stálosť vedie k rovnomernejšiemu opotrebovaniu batérie a vyššej bezpečnosti.
Rýchlejšia odozva regulácie teploty: Keď teplota batérie abnormálne stúpne, kvapalinové chladenie môže rýchlo odstrániť teplo, čím sa zabráni lokálnemu nahromadeniu prehriatia.
Podporuje monitorovanie bezpečnosti počas celého životného cyklu: Systém chladenia kvapalinou je prepojený s BMS (Battery Management System) s cieľom dosiahnuť: monitorovanie teploty v reálnom čase, automatické nastavenie prietoku chladiacej kvapaliny a včasné varovanie pred poruchami. To všetko sú možnosti presnej regulácie teploty, ktoré vzduchom chladené systémy nedokážu dosiahnuť.

Preto sa riešenie kvapalného chladenia so svojou vyššou bezpečnosťou a lepšou rovnomernosťou teplôt prirodzene stalo preferovanou voľbou pre veľké projekty skladovania energie.

(3) Vylepšená životnosť batérie a znížené náklady na skladovanie energie počas životného cyklu
Náklady na batérie tvoria viac ako 50 % celkových nákladov na systém skladovania energie a životnosť priamo určuje ekonomickú životaschopnosť systému.

Problémy so vzduchom chladenými riešeniami: Veľké teplotné rozdiely vedú k nekonzistentnej degradácii článkov, čo má za následok vyššie náklady na údržbu a výmenu. Výhody kvapalinového chladenia: Rovnomernosť vysokej teploty, vďaka čomu je rýchlosť degradácie každého článku konzistentnejšia, čím sa predlžuje životnosť batérie o 20 % ~ 40 %. Znižuje predčasné zlyhanie batériového modulu, znižuje náročnosť a frekvenciu údržby.

Keď rozsah systémov na uskladnenie energie dosiahne úroveň MWh alebo GWh, nákladová výhoda, ktorú prináša predĺžená životnosť, je značná. Preto sú výrobcovia ochotnejší používať technológiu chladenia kvapalinou, ktorá má dlhšiu životnosť a nižšie následné náklady.

(4) Kvapalinové chladenie je vhodnejšie pre systémy s vysokou hustotou energie a vysokým výkonom
S rastom dopytu po skladovaní energie sa rôzne zariadenia na ukladanie energie vyvíjajú smerom k „menšej veľkosti a väčšej kapacite“.
V rámci tohto trendu vzduchom chladené systémy postupne vykazujú svoje nedostatky:
Komplexný dizajn vzduchového potrubia
Ťažkosti s pokrytím kompaktných priestorov prúdením vzduchu
Nedostatočný odvod tepla pri vysokovýkonnom nabíjaní a vybíjaní
Kvapalinové chladiace systémy sú dokonale prispôsobené tomuto smeru vývoja.
Kvapalinové chladenie ponúka niekoľko výhod: Vysokoúčinnú výmenu tepla, malé rozmery, podporu vyššej hustoty výkonu a použiteľnosť na scenáre s vysokou rýchlosťou a vysokým prúdom.

Kvapalinové chladenie je preto výhodnejšie pre aplikácie, ako sú zásobníky energie v kontajneroch, zásobníky energie namontované na stojane, zásobníky energie v elektrárňach a zásobníky energie pre stanice na výmenu batérií a nabíjacie stanice elektrických vozidiel. Výrobcovia si vo veľkej miere vyberajú riešenia chladenia kvapalinou, aby sa zosúladili s vývojovým trendom „vysoký výkon, vysoká hustota a vysoká integrácia“ v systémoch skladovania energie.

(5) Kvapalné chladiace systémy sú inteligentnejšie a vhodné pre budúci vývoj skladovania energie
Odvetvie skladovania energie smeruje k inteligencii a digitalizácii a systémy chladenia kvapalinou bez problémov zodpovedajú tomuto trendu.
Pridanie snímačov teploty, prietokových snímačov, tlakových snímačov a modelov algoritmov k riešeniam chladenia kvapalinou umožňuje systému: Automaticky regulovať rýchlosť chladenia, inteligentne predpovedať zmeny teploty, optimalizovať spotrebu energie a dosiahnuť vzdialené monitorovanie a diagnostiku.

S použitím AI, správy stavu batérie (BHM) a platforiem veľkých dát môžu systémy kvapalinového chladenia dosiahnuť: Včasné varovanie pred poruchou, automatické nastavenie optimálnej teplotnej zóny, výpočet krivky životnosti a optimálne prevádzkové náklady. Na rozdiel od toho vzduchom chladené riešenia sa snažia dosiahnuť takéto rafinované inteligentné riadenie; preto trend k inteligencii urýchľuje popularizáciu riešení chladenia kvapalinou.

(6) Náklady na kvapalinové chladiace systémy rýchlo klesajú, čím sa znižuje prekážka vstupu do priemyslu
V prvých dňoch boli riešenia kvapalného chladenia skutočne drahšie a štrukturálne zložitejšie, takže chladenie vzduchom sa stalo hlavným prúdom. S technologickou vyspelosťou a škálovaním dodávateľského reťazca sa však náklady na systémy chladenia kvapalín výrazne znížili:
Štandardizovaná výroba kvapalinových chladiacich dosiek
Modularizácia cirkulačných systémov chladiacej kvapaliny
Zvýšená integrácia riadiacich systémov
Úspory z rozsahu spôsobené rýchlym rozšírením dopytu v odvetví skladovania energie

V súčasnosti sa rozdiel v nákladoch medzi kvapalinovým chladením a chladením vzduchom značne zmenšil, zatiaľ čo výkonnostné výhody sú čoraz zreteľnejšie.

Logika výberu výrobcov sa stala jasnou: Malé zvýšenie nákladov prináša výrazne vyššiu bezpečnosť a návratnosť životnosti, čo z neho robí veľmi hodnotnú voľbu.

4. Ako kvapalinou chladená batéria dosahuje vysokú účinnosť a bezpečnosť?

V dnešnom rýchlo sa rozvíjajúcom skladovaní energie a novom energetickom priemysle sa bezpečnosť a efektívnosť batériových systémov stala hlavným zameraním tohto odvetvia. Či už ide o rozsiahle elektrárne na skladovanie energie na strane siete, priemyselné a komerčné systémy skladovania energie alebo nabíjacie a výmenné stanice pre elektrické vozidlá a vonkajšie energetické zariadenia, stabilná, efektívna a spoľahlivá batéria je nevyhnutná. Kvapalinou chladené batérie sa v tejto súvislosti rýchlo objavili a stali sa hlavným riešením na reguláciu teploty skladovania energie. Ako presne teda kvapalinou chladená batéria dosahuje vysokú účinnosť a bezpečnosť?

(1) Základná hodnota kvapalinou chladenej batérie: Výkon a bezpečnosť určuje kontrola teploty
Batérie vytvárajú počas nabíjania a vybíjania veľké množstvo tepla. Ak sa toto teplo nedokáže včas rozptýliť, nielenže zníži účinnosť, ale môže spôsobiť aj bezpečnostné riziká. Priemyselné údaje ukazujú, že viac ako 80 % porúch batérie súvisí s teplotným únikom, zatiaľ čo tradičné vzduchom chladené systémy kvôli slabej tepelnej vodivosti vzduchu nie sú schopné splniť požiadavky na rozptyl tepla aplikácií s vysokou hustotou energie.

Kvapalinou chladené batérie priamo odvádzajú teplo z batérie prostredníctvom cirkulujúceho chladiva, čím ponúkajú možnosti výmeny tepla niekoľkonásobne silnejšie ako vzduchom chladené systémy, čím udržiavajú stabilnú a vyváženú prevádzkovú teplotu batérie. Táto schopnosť regulácie teploty je základom pre dosiahnutie „bezpečnosti s vysokou účinnosťou“.

(2) Ako kvapalinou chladená batéria dosahuje efektívne odvádzanie tepla?
Princíp konštrukcie kvapalinového chladiaceho systému možno zhrnúť do štyroch slov: rýchly prenos tepla. Jeho základná štruktúra zahŕňa:

Kvapalinová chladiaca doska v tesnom kontakte s batériovým modulom: Chladiace kanály v kvapalinovej chladiacej doske sú blízko batérie a rýchlo absorbujú teplo vďaka vysokej tepelnej vodivosti kovového materiálu.

Cirkulácia chladiacej kvapaliny odvádza teplo: Obehové čerpadlo poháňa tok chladiacej kvapaliny a prenáša teplo z batérie do výmenníka tepla.

Efektívne odvádzanie tepla výmenníkom tepla: Výmenník tepla ďalej odvádza teplo vzduchom alebo kvapalinou, čím umožňuje chladiacemu prostriedku opäť vychladnúť.

Inteligentný systém regulácie teploty: Teplotné senzory a riadiaci systém monitorujú teplotu batérie v reálnom čase a automaticky upravujú prietok a rýchlosť chladiacej kvapaliny. Prostredníctvom tohto mechanizmu s uzavretou slučkou „absorpcia tepla → prenos tepla → odvod tepla → cirkulácia“ systém chladenia kvapalinou zaisťuje, že batéria vždy pracuje v optimálnom teplotnom rozsahu (zvyčajne 20–35 ℃), čo zaručuje stabilný a spoľahlivý výkon.

(3) Ako technológia chladenia kvapalinou zlepšuje účinnosť batérie?
Zlepšenie účinnosti sa odráža najmä v troch aspektoch:
Vylepšená teplotná stabilita zvyšuje účinnosť nabíjania a vybíjania. Rýchlosť chemickej reakcie batérie priamo súvisí s teplotou. Nadmerná teplota vedie k príliš rýchlym reakciám a zvýšenému vnútornému odporu, zatiaľ čo príliš nízke teploty znižujú výkon vybíjania. Systém chladenia kvapalinou udržuje batériu v optimálnom rozsahu výkonu, čo umožňuje efektívnejšiu premenu energie.

Rýchle chladenie zabraňuje obmedzeniam výkonu. Vo vysokovýkonných aplikáciách (ako je špičkové vybíjanie a rýchle nabíjanie) obmedzuje nahromadenie tepla výkon batérie. Kvapalinový chladiaci systém dokáže rýchlo rozptýliť teplo, čo umožňuje batérii neustále udržiavať vysoký výkon.

Malý teplotný rozdiel zlepšuje konzistenciu systému. Kvapalinový chladiaci systém dokáže regulovať teplotný rozdiel medzi článkami do 3 ℃, čo je výrazne lepšie ako 8–15 ℃ vzduchového chladenia. Lepšia konzistencia vedie k vyššej celkovej účinnosti systému a rovnomernejšej degradácii.

Stručne povedané, kvapalinou chladené batérie udržujú batériu v optimálnom stave, čím dosahujú vyššiu spotrebu energie a stabilnejší výkon.

(4) Ako kvapalinou chladené batérie dosahujú vyššiu bezpečnosť?
V porovnaní so vzduchom chladenými riešeniami majú kvapalinou chladené riešenia významné výhody z hľadiska bezpečnosti. Medzi hlavné dôvody patria:

Presnejšia regulácia teploty, ktorá znižuje riziko úniku tepla.
Tepelný únik je často spôsobený lokálnymi vysokými teplotami, zatiaľ čo kvapalinou chladené systémy môžu rýchlo odstrániť lokalizované teplo, čím sa zabráni nárastu teploty.

Komplexný systém monitorovania teploty.
Kvapalinou chladené systémy zvyčajne zahŕňajú:
Viacbodové snímače teploty
Monitorovanie teploty chladiacej kvapaliny
Monitorovanie prietoku a tlaku
Hlboká integrácia s BMS.
Tie umožňujú systému včas varovať pred teplotnými anomáliami, čo umožňuje preventívne opatrenia skôr, ako dôjde k poruche.

5. Ako udržiavať kvapalinou chladený systém na ukladanie energie batérie?

Kvapalinou chladené batériové systémy na ukladanie energie s ich efektívnym, stabilným a bezpečným výkonom pri regulácii teploty sa stali hlavnou technológiou vo veľkých projektoch skladovania energie, priemyselného a komerčného skladovania energie, skladovania energie na strane siete a integrovaných systémov skladovania fotovoltaickej energie. Avšak aj pri vynikajúcich schopnostiach odvádzania tepla kvapalinou chladených systémov zostáva každodenná údržba kľúčová. Dobrá údržba zaisťuje nielen dlhodobú stabilnú prevádzku systému, ale tiež predlžuje životnosť batérie, znižuje náklady na prevádzku a údržbu a zvyšuje celkovú hodnotu aktív na skladovanie energie. Ako teda správne udržiavať kvapalinou chladený systém na ukladanie energie batérie?

(1) Denné monitorovanie: Udržiavanie systému v kontrolovateľnom stave
Jadrom kvapalinou chladeného zásobníka energie je systém regulácie teploty, preto je potrebné udržiavať monitorovanie kľúčových parametrov systému v reálnom čase. To zahŕňa najmä:
Monitorovanie teploty
Pravidelne kontrolujte teplotu batériového modulu
Uistite sa, že teplotný rozdiel článku zostáva v povolenom rozsahu (zvyčajne ≤ 3–5 °C)
Skontrolujte lokalizované zahrievanie alebo abnormálne horúce miesta
Teplotná stabilita priamo súvisí s výdržou batérie a bezpečnosťou a mala by byť najdôležitejšou položkou dennej kontroly.

Teplota, tlak a prietok chladiacej kvapaliny
Je teplotný rozdiel v okruhu prívodu chladiacej kvapaliny normálny?
Je prietok stabilný?
Existujú nejaké abnormálne výkyvy tlaku? Nedostatočný prietok alebo nízky tlak môžu byť signálom zablokovania potrubia, netesnosti alebo zlyhania čerpadla.

Záznamy o alarmoch systému
Pravidelne kontrolujte alarmy BMS, EMS a regulátora chladenia kvapalinou
Okamžite riešte abnormálne teploty, alarmy prietoku a chyby snímačov
Včasná detekcia a manipulácia prostredníctvom monitorovania softvéru je najefektívnejšou metódou údržby.

(2) Údržba kvapalinového chladiaceho systému: Kľúčové kroky na zabezpečenie chladiaceho výkonu
Údržba systémov skladovania energie chladených kvapalinou sa zameriava na tieto aspekty:
Údržba a výmena chladiacej kvapaliny
Dlhodobé používanie chladiacej kvapaliny môže viesť k degradácii, kontaminácii a zmenám koncentrácie. Preto je potrebné:
Pravidelne kontrolujte hladinu chladiacej kvapaliny
Zabezpečte, aby koncentrácia a pomer chladiacej kvapaliny spĺňali požiadavky
Vymeňte chladiacu kvapalinu podľa odporúčaní výrobcu (zvyčajne každé 1-2 roky)
Používanie nevyhovujúcich kvapalín ovplyvní účinnosť výmeny tepla a môže dokonca spôsobiť koróziu potrubia.

Skontrolujte netesnosti v kvapalinovom chladiacom systéme. Netesnosti v kvapalinovom chladiacom systéme môžu viesť k: Zníženiu účinnosti chladenia; Voľnobeh čerpadla a potenciálne riziko skratu. Pravidelné kontroly sú potrebné na riešenie: Uvoľnené spojenia; Trhliny v starnúcich rúrach; Únik chladiacej kvapaliny.

(3) Čistenie a kontrola stavu kvapalinovej chladiacej platne. Nahromadenie vodného kameňa, upchatie alebo zlý kontakt v kvapalinovej chladiacej doske priamo ovplyvňujú účinnosť odvádzania tepla. Skontrolujte: Neblokované prietokové kanály chladiacej kvapaliny; Hladký a tesný kontakt s modulom batérie; Korózia alebo deformácia.
Kontrola obehového čerpadla. Obehové čerpadlo je hlavným energetickým komponentom kvapalinového chladiaceho systému a vyžaduje pravidelnú kontrolu, aby sa riešili: Abnormálny hluk; Stabilný prietok a tlak; Vibrácie a úniky. V prípade potreby opravte alebo vymeňte.

(4) Údržba batériového modulu: Kľúč k predĺženiu životnosti batérie. Hoci systém chladenia kvapalinou výrazne znižuje degradáciu batérie, nevyhnutná údržba modulu je stále nevyhnutná.
Skontrolujte konzistenciu článku: Rozdiel napätia jednotlivých článkov; Konzistencia teploty; Trend vnútorného odporu. Ak je rozdiel príliš veľký, treba vykonať vyrovnanie alebo vymeniť modul. Čistenie a odstraňovanie prachu
Udržiavanie priestoru pre batérie v čistote znižuje tepelné poškodenie systému a prachové poškodenie elektronických komponentov.
Kontrola pevných komponentov
Uistite sa, že súčiastky montáže modulu sú bezpečné, aby sa predišlo slabému kontaktu spôsobenému vibráciami.

(5) Údržba prostredia: Vonkajšie faktory určujúce dlhodobú stabilitu systému
Udržiavajte dobré vetranie v priestore na skladovanie energie:
Hoci ide o kvapalinou chladený systém, dostatočné prúdenie vzduchu v oddelení znižuje celkový tlak rozptylu tepla.
Vyhnite sa extrémnym vplyvom na životné prostredie:
Vyhnite sa priamemu slnečnému žiareniu v oblastiach s vysokou teplotou.
V chladných oblastiach sú potrebné opatrenia proti zamrznutiu.
Vo vlhkom alebo korozívnom prostredí je potrebné zosilnené tesnenie a ochrana.

6. Často kladené otázky o batériách chladených kvapalinou

S rýchlym rozvojom nového energetického priemyslu sa systémy skladovania energie postupne stávajú kľúčovým uzlom v energetickej štruktúre. Spomedzi mnohých technológií skladovania energie sa kvapalinou chladené akumulátorové akumulátory stávajú hlavným prúdom v priemysle vďaka svojej vysokej účinnosti odvádzania tepla, vysokej bezpečnosti, dlhej životnosti a vhodnosti pre veľké projekty skladovania energie. Tento článok odpovie na najčastejšie otázky z viacerých dimenzií vrátane princípov, výkonu, aplikácií, inštalácie, údržby a bezpečnosti.

(1) Často kladené otázky o základných konceptoch
Q1. Čo je to kvapalinou chladený akumulátorový akumulátor?
Kvapalinou chladený akumulátor energie je produkt na skladovanie energie, ktorý využíva chladenie kvapalinou na riadenie teploty batérie. Batérie generujú počas prevádzky veľké množstvo tepla, najmä v scenároch nabíjania a vybíjania vysokým prúdom a vysokým výkonom. Akumulácia tepla môže viesť k zníženiu výkonu batérie a dokonca k bezpečnostným rizikám. Kvapalinový chladiaci systém využíva chladiacu kvapalinu cirkulujúcu vo vnútri potrubia na rýchle odvádzanie tepla, čím sa dosahuje vysoko presné riadenie teploty a umožňuje batérii pracovať v optimálnom teplotnom rozsahu, čím sa zlepšuje bezpečnosť systému a životnosť.

Q2. Prečo je potrebná kontrola teploty batérie? Lítium-iónové batérie sú veľmi citlivé na teplotu. Príliš vysoké teploty urýchľujú degradáciu batérie a výrazne zvyšujú riziko úniku tepla; príliš nízke teploty znižujú účinnosť nabíjania a vybíjania a môžu dokonca úplne brániť nabíjaniu. Udržiavanie batérie v jednotnom a stabilnom teplotnom rozsahu je rozhodujúce pre zabezpečenie udržateľnej a bezpečnej prevádzky systémov skladovania energie. Technológia chladenia kvapalinou bola vyvinutá na zlepšenie presnosti regulácie teploty, zníženie teplotných rozdielov a zvýšenie účinnosti odvádzania tepla.

Q3. Aký je rozdiel medzi chladením kvapalinou a chladením vzduchom?
Kvapalinové chladenie využíva chladiacu kvapalinu na dosiahnutie smerového odvodu tepla, zatiaľ čo chladenie vzduchom sa spolieha výlučne na prúdenie vzduchu. Kvapalinové chladenie ponúka rýchlejší odvod tepla, lepšiu rovnomernosť teploty a vyššiu bezpečnosť, vďaka čomu je vhodné pre rozsiahle systémy na skladovanie energie. Chladenie vzduchom, aj keď je relatívne lacné, trpí nerovnomernou reguláciou teploty a je vhodnejšie na skladovanie energie v malom rozsahu. Ako sa miesta na ukladanie energie rozširujú, kvapalinové chladenie čoraz viac nahrádza chladenie vzduchom ako hlavné riešenie.

Q4. Čo je chladivo v kvapalinovom chladiacom systéme? Je to nebezpečné?
Chladivo je vo všeobecnosti zmesou etylénglykolu a vody, ktorá má vynikajúcu tepelnú vodivosť, nehorľavosť, nízku prchavosť, odolnosť proti korózii a mrazuvzdornosť. Jeho elektrická vodivosť je extrémne nízka, takže netesnosti nespôsobia okamžite skrat. Väčšina chladiacich kvapalín je vysoko bezpečná, podobne ako chladiace kvapaliny vozidiel, a nie sú klasifikované ako nebezpečné materiály.

(2) Často kladené otázky týkajúce sa princípov práce
Q5. Ako kvapalinový chladiaci systém chladí batériu?
Jadro kvapalinového chladiaceho systému pozostáva z kvapalinovej chladiacej dosky, chladiacej kvapaliny, vodného čerpadla, výmenníka tepla a regulátora. Keď batéria počas prevádzky vytvára teplo, teplo sa prenáša do chladiacej kvapaliny cez kontakt medzi modulom batérie a kvapalinovou chladiacou doskou. Chladivo cirkuluje pod pohonom vodného čerpadla, odvádza teplo a odovzdáva ho do výmenníka tepla, kde je potom odvádzané vzduchom alebo chladiacim zariadením. Celý systém vytvára nepretržitý cyklus výmeny tepla, ktorý udržuje batériu v zdravom teplotnom rozsahu.

Q6. Akú funkciu má kvapalinová chladiaca doska?
Kvapalina chladiaca doska je priamo pripojená k modulu batérie a je kľúčovým komponentom pre prenos tepla. Jeho vnútorný presný dizajn prietokového kanála umožňuje chladiacej kvapaline rovnomerne sa dotýkať povrchu odvádzajúceho teplo, čím sa dosahuje efektívny odvod tepla a kontrola minimálneho teplotného rozdielu. Výkon kvapalinovej chladiacej dosky určuje kvalitu odvodu tepla kvapalinového chladiaceho systému a životnosť batérie.

Q7. Vyžaduje kvapalinový chladiaci systém inteligentné ovládanie?
áno. Kvapalinové chladiace systémy sú zvyčajne integrované so systémami správy batérií (BMS). Keď teplota stúpne, systém automaticky zvýši prietok chladiacej kvapaliny, nastaví polohy ventilov a aktivuje režimy posilňovača, aby sa dosiahla presná regulácia teploty. Inteligentné riadenie nielen zlepšuje efektivitu, ale poskytuje aj včasné alarmy alebo vypnutia v abnormálnych situáciách, čím zaisťuje bezpečnosť.

(3) Často kladené otázky o výhode výkonu
Q8. Aké sú hlavné výhody kvapalinou chladených zásobníkov energie?
Medzi hlavné výhody kvapalinou chladených zásobníkov energie patria:
Presnejšia regulácia teploty s teplotnými rozdielmi medzi batériami regulovanými do 3°C;
Rýchlejšia spätná väzba odvádzania tepla, schopná zvládnuť aplikácie s vysokým výkonom;
Vylepšená životnosť batérie, predĺženie životnosti o 20 % – 40 %;
Bezpečnejšia prevádzka, ktorá znižuje riziko úniku tepla;
Vyššia hustota energie, čo umožňuje kompaktnejší systém;
Nižšia hlučnosť, vhodné pre priemyselné a komerčné aplikácie.

Q9. Spotrebúva kvapalinový chladiaci systém elektrickú energiu? Zníži to efektívnosť skladovania energie?
Kvapalinový chladiaci systém spotrebúva určitú energiu na prevádzku čerpadla a výmenu tepla. Celková spotreba energie je však veľmi nízka, vo všeobecnosti 1 % – 3 % celkovej energie systému skladovania energie. V porovnaní so zvýšenou bezpečnosťou a predĺženou životnosťou, ktorú prináša, je táto spotreba energie úplne v prijateľných medziach.

Q10. Ovplyvní hluk z kvapalinového chladiaceho systému jeho používanie?
Hluk z kvapalinového chladiaceho systému pochádza hlavne z vodného čerpadla a ventilátora a je vo všeobecnosti nižší ako v prípade vzduchom chladeného systému. Pretože kvapalinové chladenie má vysokú účinnosť odvádzania tepla, ventilátor nemusí pracovať pri vysokej rýchlosti, čo má za následok nižšiu celkovú hlučnosť, vďaka čomu je vhodný do priestorov citlivých na hluk, ako sú továrne a komerčné budovy.

(4) Často kladené otázky o aplikačných scenároch
Q11. Ktoré scenáre sú vhodné na použitie kvapalinou chladených zásobníkov energie?
Kvapalinou chladené zásobníky energie sú vhodné pre všetky scenáre s vysokými požiadavkami na odvod tepla, bezpečnosť a životnosť, vrátane:
Veľké energetické akumulačné elektrárne na strane siete;
Priemyselné a komerčné skladovanie energie;
Skladovanie fotovoltaickej energie, skladovanie veternej energie;
Mikromriežkové systémy;
Záložné napájanie dátových centier;
Rýchlonabíjacie stanice, zásobníky energie na výmenu batérií;
Nasadenie skladovania energie vo vysokoteplotnom alebo extrémne chladnom prostredí.

Q12. Vyžaduje si akumulácia energie v domácnostiach chladenie kvapalinou?
Zvyčajne nie. Rezidenčný zásobník energie má malú veľkosť, nízky výkon a generuje málo tepla; stačí chladenie vzduchom. Kvapalinové chladiace systémy sú vhodnejšie pre veľkokapacitné systémy skladovania energie v rozsahu od 50 kWh do MWh.

Q13. Je kvapalinou chladený zásobník energie vhodný pre oblasti s vysokou teplotou?
Veľmi vhodné. Kvapalinové chladiace systémy môžu udržiavať stabilnú reguláciu teploty v oblastiach s vysokou teplotou, pričom fungujú obzvlášť dobre v prostrediach s vysokou teplotou, ako sú púšte, elektrárne a kontajnerové kabíny. V extrémnych horúčavách dokáže fungovať aj v spojení s klimatizáciou.

Q14. Môžu kvapalinové chladiace systémy fungovať v chladných oblastiach?
áno. Chladiaca kvapalina má nemrznúce vlastnosti a kvapalinový chladiaci systém môže udržiavať tekutosť pri nízkych teplotách. Môže tiež zvýšiť teplotu batérie pomocou stratégií regulácie teploty, čo umožňuje systému normálne fungovať v prostrediach desiatok stupňov pod nulou.

(5) Časté otázky o inštalácii a používaní
Q15. Na čo treba dbať pri inštalácii kvapalinou chladeného zásobníka energie?
Počas inštalácie zabezpečte:
Dobré vetranie a žiadne prekážky na mieste;
Pevná, vodotesná a prachotesná základňa zariadenia;
Tesné a nepriepustné spoje potrubia chladiacej kvapaliny;
Štandardizované vedenie pre komunikačné a elektrické vedenia;
Okolité svetlo, vietor a dážď by sa nemali priamo dotýkať batérie;
Po inštalácii systému by sa malo vykonať komplexné uvedenie do prevádzky vrátane testov prietoku, tlaku a teploty. Správna inštalácia môže výrazne znížiť neskoršie poruchy a zlepšiť bezpečnosť.

Q16. Môžu byť kvapalinou chladené zásobníky energie inštalované vonku?
Väčšina produktov na skladovanie energie chladených kvapalinou využíva kontajnerové alebo stojanové konštrukcie a možno ich priamo nasadiť vonku. Nevyhnutné sú však opatrenia na ochranu životného prostredia, ako sú slnečné clony, prístrešky proti dažďu, základy odolné voči vlhkosti a zariadenia na ochranu pred bleskom.

Q17. Je potrebné kvapalinou chladený systém po inštalácii znovu naplniť?
Niektoré systémy sa dodávajú vopred naplnené chladivom, zatiaľ čo iné vyžadujú pridanie na mieste. Chladiaca kvapalina sa musí pridávať podľa koncentrácie a pomeru požadovanej výrobcom. Po pridaní chladiacej kvapaliny sa musí vykonať krok vyčistenia vzduchom, aby sa zabezpečilo, že v systéme nie sú žiadne vzduchové bubliny, pričom sa udržia dobré prietokové kanály.

(6) Často kladené otázky o údržbe
Q18. Ako často by sa mala meniť chladiaca kvapalina v kvapalinou chladenom systéme?
Všeobecne sa odporúča meniť ho každé 1-2 roky. V prostrediach s vysokou teplotou a dlhodobými scenármi s vysokým výkonom je možné cyklus výmeny primerane skrátiť. Ak je chladiaca kvapalina zakalená, má zmenenú farbu alebo obsahuje nečistoty, musí sa okamžite vymeniť.

Q19. Kedy by sa malo kontrolovať kvapalinou chladené potrubie? Nasledujúce situácie vyžadujú okamžitú kontrolu:
Abnormálne zvýšenie teploty batérie;
Systémový alarm signalizujúci znížený prietok;
kolísanie tlaku chladiacej kvapaliny;
Stopy tekutín na zemi;
Abnormálny hluk čerpadla alebo výrazné vibrácie.
Pravidelné kontroly môžu zabrániť bezpečnostným rizikám spôsobeným dlhodobými malými únikmi.

Q20. Poškodí sa vodné čerpadlo v kvapalinovom chladiacom systéme?
Vodné čerpadlo je vysoko zaťažená prevádzková súčiastka a po dlhodobej prevádzke sa môže opotrebovať. Jeho všeobecná životnosť je desiatky tisíc hodín alebo viac a v prípade potreby je možné ho vymeniť. Pravidelné monitorovanie hluku, prietoku a teploty môže vopred odhaliť známky starnutia čerpadla.

Q21. Potrebuje kvapalinový chladiaci systém vyčistiť?
áno. Usadeniny alebo vodný kameň v chladiacej kvapaline znížia účinnosť výmeny tepla. Čistiaci cyklus závisí od prevádzkového prostredia a kvality chladiacej kvapaliny; úplné čistenie sa odporúča každé 1-2 roky.

(7) Časté otázky o bezpečnosti
Q22. Spôsobí netesnosť v kvapalinovom chladiacom systéme skrat?
Nie, nespôsobí to okamžitý skrat. Chladiaca kvapalina má extrémne nízku vodivosť a je oveľa bezpečnejšia ako čistá voda. Priestor pre batérie má tiež funkcie detekcie úniku a alarmu; systém sa automaticky vypne po zistení rizika. Pri údržbe podľa špecifikácií sú prípady úniku extrémne zriedkavé.

Q23. Môže kvapalinou chladený zásobník energie zaznamenať tepelný únik?
Akýkoľvek systém lítiovej batérie nesie teoretické riziko, ale chladenie kvapalinou výrazne znižuje pravdepodobnosť. S presnou reguláciou teploty, rovnomerným rozptylom tepla a inteligentnými ochrannými mechanizmami chladenie kvapalinou účinne potláča šírenie tepelného úniku, čo z neho robí jednu z najbezpečnejších metód regulácie teploty skladovania energie, ktoré sú v súčasnosti k dispozícii.

Q24. Čo sa stane, ak kvapalinou chladený systém stratí energiu?
Systém prestane cirkulovať, ale pokiaľ teplota batérie nebude ďalej stúpať, nebude hroziť žiadne bezprostredné nebezpečenstvo. Ak pracujete pri vysokom výkone, BMS automaticky zníži výkon alebo zastaví prevádzku, aby sa zabezpečilo, že teplota batérie nebude ďalej stúpať.

Q25. Aké protipožiarne opatrenia sú dostupné pre kvapalinou chladené skladovanie energie?
Tieto zvyčajne zahŕňajú: monitorovanie dymových a teplotných senzorov; plynové hasiace systémy (ako je fluorid sírový, inertné plyny); elektrické bezpečnostné opatrenia, ako je ochrana poistiek a obmedzenie prúdu; a nezávislý dizajn tepelnej izolácie pre úložný priestor.

(8) Časté otázky o obstarávaní a výbere
Q26. Aké ukazovatele by ste mali zvážiť pri výbere kvapalinou chladeného zásobníka energie? Vrátane, ale nie výlučne: schopnosti regulácie teplotného rozdielu; Typ batérie (napr. lítium-železofosfát); Hustota energie; Pokročilý dizajn konštrukcie chladenia kvapalinou; Trvanlivosť chladiacej kvapaliny; úroveň inteligencie BMS; Certifikácia bezpečnosti systému; Životnosť systému a záručný servis; EMS kompatibilita.

Q27. Je skladovanie energie chladené kvapalinou drahšie ako skladovanie chladené vzduchom?
Zatiaľ čo počiatočné náklady na zariadenie sú skutočne vyššie, kvapalinové chladenie ponúka významné výhody oproti dlhodobej prevádzke: Dlhšia životnosť batérie; Menej porúch; Nižšie riziko bezpečnostných incidentov; Nižšie náklady na údržbu.
Celkové náklady na životný cyklus sú v skutočnosti výhodnejšie.

Kvapalinou chladené akumulátorové akumulátory energie so svojimi mnohými výhodami, ako je bezpečnosť, spoľahlivosť, vysoká účinnosť a dlhá životnosť, sa stávajú hlavným technologickým trendom v odvetví skladovania energie. Vďaka dôkladnému pochopeniu základov, prevádzkových mechanizmov, bezpečnostných stratégií, metód údržby a aplikačných scenárov systémov chladených kvapalinou môžu používatelia vedeckyjšie hodnotiť, používať a spravovať túto pokročilú technológiu skladovania energie.