Energiasalvestuslahenduste valik
Praegu on kõrge tehnoloogilise küpsusega ja laia kasutamisega energiasalvestuse tehnoloogiad pumbatud ladustatava ja elektrokeemilise energia salvestamise. Elektrokeemiline energiasalvestus kasutab peamiselt liitiumakutehnoloogiat. Arvestades selliseid tegureid nagu kulutõhusus, ohutus, kasutusaega ja tööstuse küpsus, on liitium-raudfosfaatpatareid praegu kõige sobivamad energiasaatjad. Soojusjõu energiaallikate abistatava sageduse reguleerimise reguleerimisel on kõrged nõuded energiahoidlate akude toimimiseks, sealhulgas kõrgete kiiruste omaduste, kõrgete ronimisomaduste, kiire reageerimise võime, tugeva energiatõhususe suhe, kõrge temperatuuri ohutus ja energiasalvestuse tehnoloogia pika tööea. Seetõttu on soojusenergia energiaallikate kombineeritud sageduse reguleerimise projektide jaoks soovitatav kasutada liitiumi raua fosfaatpatareid. Kasutajate külje energia salvestamise rakenduse stsenaariumide vaatenurgast on soovitatav kasutada ka liitiumraudse fosfaatpatareisid, tuginedes nõuetele nagu tipp raseerimine, nõudluse reageerimine ja toiteallika töökindlus.
Akupõlenguid põhjustab peamiselt aku termiline põgenemine, mis on peamiselt tingitud sisemistest lühisetest. Sisemiste lühiste peamised põhjused on mehaaniline väärkohtlemine, elektriline väärkohtlemine ja termiline kuritarvitamine. Termilise kuritarvitamisega tegelemise viis on hea soojusjuhtimise disaini vastuvõtmine.
Vedela jahutustehnoloogia kasutab aku tekitatud soojuse eemaldamiseks ja temperatuuri vähendamiseks vedeliku konvektsiooni soojusülekannet. Vedeliku jahutuse vedeliku lekke riski saab vältida konstruktsiooni disaini kaudu. Vedeliku jahutuse efektiivsus on suurem kui õhujahutuse oma ja vedeliku jahutuse temperatuuri erinevuse kontrollimine on parem kui õhujahutus. Vedeliku temperatuur ja voolujuhtimine vedeliku jahutamise korral on lihtsam kui õhujahutus ning vedeliku jahutuse kasutatav aku tööaeg on pikem. Arvestades üldkulusid, on vedelate jahutussüsteemidel rohkem eeliseid kui õhujahutussüsteemidel. Samal ajal on silmapaistvad energiasalvestuse ohutusprobleemid ning järk -järgult reklaamitakse ja rakendatakse vedelaid jahutusvedajaid.
Vedela jahutatud liitiumaaku energia salvestussüsteem
Liitiumaku energiasalvestussüsteem koosneb aku ja elektriruumist. Akukamber koosneb akuklastritest, vedelate jahutussüsteemidest, tulekaitsesüsteemidest, kombineerimiskappidest, jaotuskastidest jne. Elektriruum koosneb muunduritest (PCS), trafodest, juhtkapidest, rõnga peaosadest, vahelduvvoolu jaotuskappidest, kliimaseadmest jne. See uuring kirjeldab akude komplekti kujundamist ja arendamist. Liitiumakuenergia salvestussüsteemi kogu projekteerimisprotsess sisaldab aku, akuraami ja aku konteinerit, nagu joonisel näidatud.
Energiasalvestussüsteem kasutab EVE EEVE ENERGY Alumiiniumkoore liitiumfosfaat LF280K akurakke (3,2 V/280 AH). Aku paralleelne ühendus on 1p48S ja iga akupaketiga 48 LF280K akulambel on mahuga 43,008 kW · h. Akusüsteem koosneb 8 paralleelselt ühendatud akuklastrist, iga klastr koosneb 8 akupakendist. Energiasalvestussüsteemi maht on 2,75 MW · h ja nimiväärtus pinge on 1228,8 V. Energiasäästusüsteemi akukamber on standardne 20 jala kõrgune konteiner (6,058 MX 2,438 MX 2,896 m), millel on funktsioonid, näiteks veekindlus, korrosiooni ennetamine, tulekahjude laastamine, liivakaitse, šokeerimiskirja vastupidavus, ja uv -kaitset, ja uv. Selle kaitsetase on IP54. Akude ülelaadimise ja ülemäärase laadimise vältimiseks, akude laadimis- ja tühjenemise haldamiseks ning akusüsteemi stabiilse ja usaldusväärse töö tagamiseks peab süsteem olema varustatud akuhaldussüsteemiga (BMS) ning kaitseriistvara peab olema varustatud releede, kaitselülitite, kaitsmete jms abil jne.
Energiasalvestuse soojusjuhtimise disain
Soojusjuhtimissüsteemi kujundamine
Vedela jahutus- ja kuumutamise juhtimissüsteem koosneb vedelatest jahutusplaatidest, vedelate jahutusseadmetest, vedelate jahutusjuhtmete, kõrge ja madala pinge juhtmestiku ning jahutusvedelikust. Mis puutub vedela jahutuse lekke probleemi, siis võetakse järgmised meetmed. Esiteks võtab vedela jahutusliigend kasutusele autokvaliteediga lekkekindla jahutusjuhe kiire pistikuühendus, mis võib tagada, et vedeliku lekke oht on energia salvestussüsteemi töö ajal minimeeritud. Teiseks tuleks vedela jahutusseadme paisumispaaki paigaldada vedeliku taseme andur. Lekke korral kõlab vedela jahutusseade häire. Kolmandaks on akukomplekti kujunduse kaitsetase IP67, tagades, et lekke korral pole süsteemi mõju. Aku vedelik jahutusplaat on valmistatud alumiiniumist sulami valamisest ja integreeritud aluse ja vedeliku jahutusplaadi funktsioonidega. Vedela jahutusplaat ja tihendusplaadi ühendatud hõõrde segamisega; Samal ajal läbib vedela jahutusplaat ka õhukindluse testimise, et tagada hea tihendus jõudlus. Aku pakkide vedeliku jahutusplaat võtab kasutusele "serpentiini" voolukanali ja jahutusvedelik kasutab massiliselt 50% vett ja massiliselt 50% etüleenglükooli. Vedela jahutussüsteem kasutab aku jahutamiseks või kuumutamiseks teatud soojusjuhtimisstrateegiat, kui jahutusvedelik voolab läbi vedela jahutusplaadi.
Vedelate jahutusüksuste jahutus-, kuumutamise ja kuivatamise funktsioonid on ning vedeliku jahutusüksuste soojusjuhtimissüsteemi strateegia ja töörežiim on tihedalt seotud. Tekstis viitab Tmax aku kõrgeimale temperatuurile; TVAG viitab aku keskmisele temperatuurile; TMIN viitab aku madalaimale temperatuurile.
Kui Tmax, mis on suurem või võrdne 28 kraadi ja TVAG-ga, mis on suurem või võrdne 25 kraadi, siseneb vedela jahutusseadme külmutusrežiimi, lülitatakse kompressor sisse ning kõrgtemperatuuril ja kõrgsurvega külmutusagens väljub kompressorist ja siseneb kondenseerijale kondenseerumiseks. Pärast kuumuse ja jahutamise vabastamist drosseerub ja surutakse läbi paisiklapi ning siseneb seejärel aurusti, et vahetada jahutusvedelikuga soojust vahetada. Külmutusagens neelab soojust ja aurustub aurustis enne kompressori imemisporti tagasi voolamist, lõpetades külmutustsükli. Sel ajal on veetee veepump sisse lülitatud, PTC -küttekeha ei lülitata sisse ja jahutusvedelik jahutatakse plaadi aurusti ja siseneb aku vedeliku jahutusplaadile aku jahutamiseks ja kuumuse eemaldamiseks, saavutades seeläbi aku jahutamise eesmärgi. Kui Tmax on väiksem või võrdne 25 kraadi ja TVAG -ga väiksem või võrdne 22 kraadi, lõpetage jahutusrežiim.
Kui TMIN, mis on väiksem või võrdne 12 kraadi ja TVAG -ga, mis on vähem või kui 15 kraadi, siseneb vedela jahutusseadme kütterežiimi, lülitatakse kompressor välja, veepump ja PTC kütteseade on sisse lülitatud ning jahutusvedelikku kuumutatakse PTC küttekeha abil ja siseneb aku jahutusplaadile aku kuumutamiseks. See režiim sobib olukordadeks, kus aku temperatuur on liiga madal ja vajalik on kuumutamine. Lõpetage kütterežiim, kui TMIN on suurem kui 20 kraadi ja TVAG -ga suurem või võrdub 23 kraadi.
Kui sisselasketemperatuur on väiksem kui 12 kraadi, siseneb vedela jahutusseade iseringerežiimi, kompressor, ventilaator, PTC kütteseade lülitatakse välja ja veepump on sisse lülitatud, võimaldades jahutusvedelikul korduvalt ringleda aku jahutusplaadil ja seadmel, viies aku kuumuse. Kui mahuti õhuniiskus on kõrgem kui kastepunkti temperatuur vastaval temperatuuril, aktiveerib vedela jahutusseade kuivatusrežiimi.
Energia säilitamise tulekaitsesüsteem
Tulekaitsesüsteem kasutab iga akupaketti minimaalse kaitseüksusena ja võtab kasutusele uue tulekustutustehnoloogia lahenduse gaasi-vedeliku kahefaasilise aatomiseeritud tulekustutusvahendiga. See kasutab ühiselt iminotegureid, põlevaid gaasidetektoreid ning temperatuuri- ja suitsuandureid, et reaalajas kogu energia salvestuskarpi põhjalikult jälgida ja tuvastada. Nende hulgas jälgib ja kaitseb sissehingamise detektor kogu klastri aku kasti akuklastrite ühikutes, põleva gaasi detektorit jälgib ja kaitseb akusid ning temperatuuri- ja suitsuanduri jälgib ning kaitseb elektriruumi.
Kui akukomplekt kogeb termilist põgenenud tulekahju, tuvastab detektor tulekahju ja avab akuklastri vaheseina juhtimisventiili. Samal ajal edastatakse tuleteave tulekahju allasurumise peremehele CAN -bussi kaudu. Heli- ja valgusalarm on sisse lülitatud, väljalaskesüsteem on sisse lülitatud ja summutuse host hakkab väljunema. Tulekahju kustutamise aine transporditakse gaasi-vedelikusse kahefaasilisele düüsile läbi torujuhtme ja vaheseina juhtimisventiili. Tulekahju kustutamisaine pihustatakse läbi otsiku ja pihustatakse seejärel aku sisemusse, et rakendada jahutus- ja tulekustutusfunktsioone.
Energy Storage Fire'i mahasurumise peremees kasutab peamise tulekahju kustutamise ainena perfluoroheksaani, et kustutada, mahasuruda ja vältida varaseid tulekahjusid energiasalvestuses. Kui tulekahju on liiga suur, tuleb tulekustutusvahend pikka aega pritsida. Pärast seda, kui peremeesorganismis on sisseehitatud perfluorohexane tulekustutusvahend ära kasutatud, täiendab süsteem automaatselt tuletõrjehüdrandi vett, et saavutada pikaajaline pidev pihustamine, tulekahju valitsemine maha suruda ja aku jahutada.
Testide kontrollimine
Vedela jahutatud konteineri energiasalvestussüsteem läbib 0. 5C laadimiskatse ümbritseva õhu temperatuuril 25 kraadi ja BMS registreerib iga aku temperatuurimuutused. Laadimise lõpus on akupaki sees asuvate akurakkude pinnatemperatuur alla 35 kraadi, temperatuuri tõus on alla 10 kraadi. Kogu laadimisprotsessi vältel on seirepunkti madalaim temperatuur 32,5 kraadi ja kõrgeim temperatuur on 34,8 kraadi, temperatuuride erinevus on alla 2,3 kraadi, nagu on näidatud joonisel 2. Eksperimentaalsete tulemuste põhjal on näha, et vedelike jahutatud konteinerite temperatuuri tõus on palju väiksem kui õhkjahutusega retensioonide temperatuuride erinevus. Üldiselt jõuab õhkjahutusega konteinerite temperatuuride erinevus 5-8 kraadi, mis võib tõhusalt soodustada kogu energiasalvestussüsteemi temperatuuri järjepidevust ja pikendada süsteemi tööea.
Järeldus
Projekt kavandas 20 jala vedela jahutatud konteineri energiasalvestussüsteemi, sealhulgas süsteemi teoreetilist disaini, soojusjuhtimise disaini, tulekaitse kujundamine jne. Lõpuks näitas eksperimentaalne kontrollimine, et energiasalvestussüsteemi temperatuuri järjepidevus oli hea ja temperatuuri tõus vastas nõuetele.
Vedelate jahutatud akupakkide kasutamine uutes energiasõidukites on väga küps ja energiasalvestussüsteem on statsionaarne ilma lekkeohuta. Vedeljahutusega konteinerisüsteem vähendab siseõhukanalite projekteerimist, kasutab välise hooldussüsteemi, välistab vajaduse sisemise koridori ruumi järele ja võtab energiatiheduse maksimeerimiseks kasutusele suure akude kujunduse. Üldkulude osas on vedela jahutatud konteineri energiasalvestussüsteemil rohkem eeliseid. Energiasalvestussüsteemi jaoks on kõige olulisem tagada selle ohutus ja tulekaitsesüsteemi kujundamine on ülioluline. Süsteem võtab kasutusele paki taseme tulekaitse ning perfluoroheksaani ja vee tulekaitse pideva mahasurumise skeemi, et tagada süsteemi ohutu toimimine.