热管理:电化学储能系统的刚需

发布日期:2022-05-31  来源:远信储能  作者:中国风光储网--新闻中心

核心提示:热管理:电化学储能系统的刚需
储能系统运行产热大,危及电池安全和寿命。锂电池寿命和使用温度息息相关,目前普遍认为锂电池最佳工作温度区间为10℃~35℃,过低的温度会导致电解液凝固、阻抗增加,过高的温度则隔膜易熔融。储能电池排列紧密,产热很大且散热不均,当集装箱内电池温差大于10℃时电池寿命将缩短 15%以上。模组间温升差异造成内阻差加大,由于木桶效应,将导致全部电池寿命进一步缩短。
 
热管理是保证电池安全,延长寿命的重要一环。为了使电池系统达到最佳的性能和寿命,需要通过引入热管理系统改善电池组温度曲线。主要作用包括:1)电池温度的准确测量和监控。2)当电池模组温度超过限制时,能有效快速地散热和降温。3)低温条件下可有效预热提升电池温度,确保低温下的充电放电和安全性。4)保证电池组温度场的均匀分布,防止因局部温度过高导致电池过快衰减降低电池组整体寿命。
 
储能热管理方案应用而生
 
目前,主流的储能热管理方案有风冷和液冷两种。 风冷是以低温空气为介质,利用自然风或风机与电芯产生热对流,进而降低电池温度。风冷结构简单,但是换热效率低下且无法实现精准控温,相比而言液冷方案采用水、乙醇、制冷剂等冷却液,通过液冷板上均匀分布的导流槽和电芯间接接触,靠近热源、换热效率高、能耗低,可以保证电池单体温度的一致性。远信储能预计未来随着高容量储能电池系统需求起量,更高效的液冷方案渗透率将快速提升。
 
安全性和经济性双轮驱动,热管理技术转向液冷
 
如今液冷储能被越来越多的人关注并认可,除了当下的市场需求外,与其自身优势也密不可分。
 
更安全
 
液冷储能技术门槛较高,因为它不是简单地系统散热,是通过冷却液对流直接对电芯散热,其难点也包括如何降低冷却液的泄露风险。远信储能为此做了大量工作,远信储能系统采用液冷pack技术,支持储能单元模块化建设,搭配新一代的BMS软件,可从电芯监测、Pack散热、系统结构等3个层次保障储能系统的安全性,为用户提高全方位的安全保障。
 
电芯监测。远信储能采用联合开发的储能BMS,在常规功能之外,实现电芯级的动态监测和数据采集,系统采用直流连接安全设计,保障电芯健康实时感知。
 
Pack散热。远信储能针对电池组散热问题,开发了专有的液冷Pack方案,通过导热液实现电池pack散热的均匀覆盖,避免了热失衡导致的箱体内部温差。
 
系统结构优化。远信储能针对大需量用户设计的R-Block储能单元,采用了模块化设计,单体容量500kWh,具有体积适中,安装生产方便,多级串并联等优势,可根据项目实际需求进行积木式安装,避免了单个箱体过大导致的散热不均问题。在出现模块故障时,可独立切断单个R-Block,避免风险传导扩大。
 
 
远信储能海南天南莺歌海盐场100MW光伏项目集装箱储能系统
 
更经济
 
储能系统集成设计除了安全,还要考虑到全生命周期的运行维护,从这个角度来说,液冷储能系统经济性更优。
 
储能系统运行产热大且散热不均,除危及电池储能系统安全外,还会影响电池寿命。远信储能通过簇级控制器和智能温控均衡控制技术,传统风冷温差达到8-10℃,液冷PACK温差在3℃以内。相比传统空调风冷降低能耗约20%以上,远信储能液冷产品电池寿命提升20%以上,能够在气温-40℃~+50℃的恶劣环境运行。
远信储能液冷系统
 
远信储能秉承“三电融合”理念,将复杂留给自己,简单留给客户,通过专业一体化集成,EMS,BMS等关键设备自研,推出全系列液冷储能系统,让储能安全和电网安全从被动防护、适应,向主动安全、支撑转变,进一步提寿命、增效率、降损耗,综合降低LCOS 10%以上。远信储能1500V储能系统拥有大于90%的循环效率,降低自损耗、高效核心设备提升转换效率,降低传输损耗。除此之外全生命周期高一致性,包括初始状态、运行环境和运行状态,支持100%可用容量,为客户创造最佳的LCOS。
 
1500V系统和液冷电池Pack方案,可以在显著提升系统效率的同时,保障电池系统的安全性,避免因热失控引发的安全风险。
 
助力能源转型,打造储能系统方案领军企业
 
远信储能董事长王堉表示,将致力于建设一流的新型储能装备企业,助力构建新型电力系统。为了共同优化和最大限度地利用储能资产实现经济和环境价值,远信储能通过自身技术研发,不断改进、优化储能系统技术方案,以降低系统成本,提升系统效率,提高储能投资经济性,将深度融合电力电子、电化学与电网支撑技术,打造更为专业的储能集成系统,助力能源转型和零碳发展。


 
关键词: 储能系统
 
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