近年来,随着储能电池容量的增加,大量的电池在集成工作时产生的热量越来越多,风冷系统的冷却能力已不足以满足储能电池组的散热需求。
正如人体需要保持正常温度一样,储能电站的运行也需要稳定的温度。 如果温度过高或过低,都会影响储能电站的运行效率和使用寿命。 特别是在高温的情况下,还可能造成电池起火、系统**等安全事故。
相关事故的例子很多。 2021年4月18日,美国亚利桑那州盐河变电站储能设施发生火灾,浓烟滚滚,持续5天。 同年4月16日,北京大兴储能电站**,因电池热失控**,造成消防员2人死亡,消防员1人受伤。 据不完全统计,近五年来,全球储能电站发生火灾事故45起,中国5起,美国3起,韩国34起。
储能液冷技术是满足储能系统散热需求的突破性技术之一。
储能系统热管理的发展阶段。
储能系统的热管理经历了两个发展阶段。
第一阶段,2021年之前,储能市场处于风冷散热的局面。 “风冷”是以空气为热交换介质,通过空调等机械设备,使空气在电池组内不断循环,利用电池模组与空气之间的温差进行传热。 优点是成本较低,安装简单,缺点是散热效果比较差,主要用于小型民用或商用储能电站。
第二阶段,从2021年至今,液冷散热技术“如雨后春笋般涌现”,市场份额持续提升。 “液体冷却”,以液体为热交换介质比空气比热容高,导热系数更高,冷却速度快,对降低局部最高温度,提高电池模组温度一致性有显著效果。 因此,液体冷却越来越受到储能行业的关注。 据先进工业研究院预测,预计2025年液冷市场渗透率将达到45%左右。
在发展阶段,风冷和液冷之争仍在继续。 随着液冷技术的迭代升级,为储能散热的发展带来了新的气息。
风冷和液冷的优点比较。
今天的 Paivo 围绕着两者展开系统集成、电池组控温效果、运行能耗及运行维护等方面,对风冷液冷技术进行了逐点对比分析。
1.系统集成
液冷解决方案的系统集成度高于风冷解决方案。 对于相同尺寸的储能容器,液冷解决方案的系统容量比风冷解决方案提高50%;对于相同容量的储能容器,液冷解决方案与风冷解决方案相比节省了40%的占地面积。
2.电池组控温效果
液冷方案下电池组的温度均匀性优于风冷方案,热失控风险远小于风冷方案。 首先,液冷的换热系数远高于风冷。 其次,液冷可以精确控制所有电池的温差3(风冷不能精确控制温度)。
3.运行能耗
液冷溶液的运行能耗低于风冷溶液。 在相同电池温度下,相同温度下,风冷能耗比液冷高2-3倍; 在相同的功耗下,风冷电池组的温度比液冷电池高3-5%。
4.耐恶劣环境
液体冷却系统适用于海边、高盐地和沙漠等恶劣环境。 由于风冷系统集成度低,部件数量多,系统部件容易受到高盐水蒸气和沙子的侵蚀,导致系统故障率增加与风冷相比,液冷系统的高集成度优势可显著降低故障率因此,建议使用液体冷却系统。
派沃储能液冷跳出“线性思维”。
目前,家用储能以风冷为主,大型储能以风冷为主,并且有转向液冷的趋势,未来液冷的渗透率将持续提升。 首先,大型储能项目规模不断扩大,所需电芯数量将持续增加; 其次,电池产能增长趋势明显,300Ah以上的大电池产品陆续推出。 未来,储能系统将对温控的散热效率和温差控制能力提出更高的要求,而液冷将更好地匹配下游需求。
派沃发布的储能液冷温控管理解决方案,可大大降低系统运行能耗与传统空调相比,风冷可降低能耗20%以上,使用寿命延长20%。 Paivo 的全系列储能液冷产品具有:低成本、低能耗、高安全性优势通过液冷解决方案的集约化设计,大大提高了电芯的能量密度,并减少了占地面积。
未来,定制液冷解决方案的能力将成为企业竞争的核心要素。 设计能力是液冷供应商竞争的核心,因为集成商不同的设计方案意味着液冷需要与电池组布局和流水线设计共同开发和集成,因此排沃储能液冷和温控管理解决方案的定制化设计能力是核心竞争要素。