مدیریت حرارتی سیستم ذخیره انرژی الکتروشیمیایی

عملکرد سیستم ذخیره انرژی گرمای زیادی تولید می کند که ایمنی و عمر باتری را به خطر می اندازد. طول عمر باتری های لیتیومی ارتباط نزدیکی با دمای کارکرد دارد. در حال حاضر، به طور کلی اعتقاد بر این است که بهترین محدوده دمای عملیاتی باتری های لیتیومی 10 درجه تا 35 درجه است. دمای بیش از حد پایین منجر به انجماد الکترولیت و افزایش امپدانس می شود و دمای بسیار بالا باعث می شود دیافراگم به راحتی ذوب شود. باتری‌های ذخیره‌سازی انرژی از نزدیک چیده شده‌اند، با تولید گرمای عالی و اتلاف حرارت ناهموار. زمانی که اختلاف دما بین باتری های ظرف بیشتر از 10 درجه باشد، عمر باتری بیش از 15 درصد کاهش می یابد. تفاوت در افزایش دما بین ماژول ها باعث افزایش اختلاف مقاومت داخلی می شود که به دلیل اثر بشکه باعث کاهش بیشتر عمر باتری ها می شود.

در حال حاضر، طرح های مدیریت گرمای ذخیره سازی انرژی شامل خنک کننده هوا و خنک کننده مایع است. خنک کننده هوا استفاده از هوای با دمای پایین به عنوان واسطه برای ایجاد همرفت حرارتی بین باد طبیعی یا فن و سلول باتری است تا دمای باتری کاهش یابد. ساختار خنک کننده هوا ساده است، اما راندمان تبادل حرارت کم است و نمی توان به کنترل دقیق دما دست یافت. در مقابل، طرح خنک‌کننده مایع از مایعات خنک‌کننده مانند آب، اتانول و مبرد استفاده می‌کند که به‌طور غیرمستقیم از طریق شیارهای راهنمای توزیع شده یکنواخت روی صفحه خنک‌کننده مایع با سلول در تماس هستند. نزدیک به منبع گرما است، دارای راندمان تبادل حرارت بالا و مصرف انرژی کم است و می تواند ثبات دمای سلول های باتری را تضمین کند. در آینده، با افزایش تقاضا برای سیستم های باتری ذخیره انرژی با ظرفیت بالا، نرخ نفوذ محلول های خنک کننده مایع کارآمدتر به سرعت افزایش خواهد یافت.

امروزه افراد بیشتری به ذخیره انرژی خنک کننده مایع توجه می کنند و آن را تشخیص می دهند. علاوه بر تقاضای فعلی بازار، از مزایای خود نیز جدا نیست.

آستانه فن آوری ذخیره سازی انرژی خنک شده با مایع بالا است، زیرا به سادگی گرمای سیستم را دفع نمی کند، بلکه مستقیماً گرمای سلول را از طریق همرفت مایع خنک کننده دفع می کند و همچنین از جمله مشکلات آن می توان به کاهش خطر نشت اشاره کرد. مایع خنک کننده فن آوری بسته خنک کننده مایع برای پشتیبانی از ساخت مدولار واحدهای ذخیره انرژی به کار گرفته شده است. با نسل جدید نرم افزار BMS، امنیت سیستم ذخیره انرژی را می توان از سه سطح تضمین کرد: نظارت سلولی، اتلاف گرمای بسته و ساختار سیستم، تا امنیت همه جانبه را برای کاربران بهبود بخشد.

علاوه بر ایمنی، طراحی یکپارچه سیستم ذخیره انرژی باید عملکرد و نگهداری کل چرخه عمر را نیز در نظر بگیرد. از این منظر، اقتصاد سیستم ذخیره‌سازی انرژی خنک‌شونده مایع بهتر است. عملکرد سیستم ذخیره انرژی باعث تولید گرمای زیاد و اتلاف گرمای ناهموار می شود که نه تنها ایمنی سیستم ذخیره انرژی باتری را به خطر می اندازد، بلکه عمر باتری را نیز تحت تاثیر قرار می دهد. این می تواند به طور قابل توجهی کارایی سیستم را بهبود بخشد و در عین حال ایمنی سیستم باتری را تضمین کند و از خطرات ایمنی ناشی از فرار حرارتی جلوگیری کند.