Tepelný management elektrochemického systému skladování energie
Provoz systému akumulace energie vytváří velké teplo, které ohrožuje bezpečnost a životnost baterie. Životnost lithiových baterií úzce souvisí s provozní teplotou. V současnosti se obecně předpokládá, že nejlepší rozsah provozních teplot lithiových baterií je 10 °C ~ 35 °C. Příliš nízká teplota povede k tuhnutí elektrolytu a zvýšení impedance a příliš vysoká teplota způsobí, že se membrána snadno roztaví. Akumulátory energie jsou těsně uspořádány, s velkým vývinem tepla a nerovnoměrným odvodem tepla. Pokud je teplotní rozdíl mezi bateriemi v nádobě větší než 10 stupňů, životnost baterie se zkrátí o více než 15 procent. Rozdíl v nárůstu teploty mezi moduly zvýší rozdíl vnitřního odporu, což dále zkrátí životnost všech baterií v důsledku sudového efektu.
V současnosti hlavní proudová schémata řízení akumulace tepla zahrnují chlazení vzduchem a chlazení kapalinou. Chlazení vzduchem využívá nízkoteplotní vzduch jako médium pro vytváření tepelné konvekce mezi přirozeným větrem nebo ventilátorem a článkem baterie, aby se snížila teplota baterie. Konstrukce chlazení vzduchem je jednoduchá, ale účinnost výměny tepla je nízká a nelze dosáhnout přesné regulace teploty. Naproti tomu schéma kapalinového chlazení využívá chladicí kapaliny, jako je voda, etanol a chladivo, které jsou nepřímo v kontaktu s článkem prostřednictvím rovnoměrně rozmístěných vodicích drážek na desce pro chlazení kapaliny. Je blízko zdroje tepla, má vysokou účinnost výměny tepla a nízkou spotřebu energie a dokáže zajistit stálost teploty článků baterie. V budoucnu, jak se bude zvyšovat poptávka po vysokokapacitních bateriových systémech pro ukládání energie, rychle poroste míra pronikání účinnějších řešení chlazení kapalinou.
V dnešní době stále více lidí věnuje pozornost a uznává akumulaci energie kapalinového chlazení. Kromě aktuální poptávky trhu je neoddělitelný i od vlastních výhod.
Prahová hodnota technologie akumulace energie chlazeného kapalinou je vysoká, protože neodvádí pouze teplo systému, ale přímo odvádí teplo článku konvekcí chladicí kapaliny, a mezi její obtíže patří také to, jak snížit riziko úniku chladicí kapaliny. Technologie kapalinou chlazených obalů slouží k podpoře modulární konstrukce jednotek pro ukládání energie. S novou generací softwaru BMS může být bezpečnost systému skladování energie zaručena ze tří úrovní: monitorování článků, odvod tepla a struktura systému, aby se zlepšila všestranná bezpečnost pro uživatele.
Integrovaný návrh systému skladování energie by měl kromě bezpečnosti zohledňovat i provoz a údržbu po celý životní cyklus. Z tohoto pohledu je ekonomika systému skladování energie chlazeného kapalinou lepší. Provoz systému akumulace energie produkuje velké teplo a nerovnoměrný odvod tepla, což ohrožuje nejen bezpečnost systému akumulace energie baterie, ale také ovlivňuje životnost baterie. Může výrazně zlepšit účinnost systému a zároveň zajistit bezpečnost bateriového systému a vyhnout se bezpečnostním rizikům způsobeným tepelným únikem.
