Trong các dự án lưu trữ năng lượng công nghiệp và thương mại, hệ thống quản lý nhiệt là thành phần cốt lõi quyết định độ an toàn, tuổi thọ sử dụng và hiệu quả kinh tế của hệ thống lưu trữ năng lượng. Hiện tại, hai công nghệ tản nhiệt phổ biến-làm mát bằng chất lỏng và làm mát bằng không khí-được điều chỉnh phù hợp với các yêu cầu trong các tình huống khác nhau, với những ưu điểm và ranh giới ứng dụng riêng biệt.

1. Sự khác biệt cơ bản giữa hai con đường tản nhiệt

Sự khác biệt cốt lõi giữa hai công nghệ tản nhiệt nằm ở môi trường truyền nhiệt và logic trao đổi nhiệt, những yếu tố quyết định trực tiếp đến độ phức tạp về cấu trúc và hiệu suất cơ bản của hệ thống:

Hệ thống làm mát không khí

Nó sử dụng không khí làm môi trường truyền nhiệt và quạt buộc không khí chảy qua bề mặt mô-đun pin hoặc ống dẫn khí bên trong để lấy đi nhiệt sinh ra trong quá trình sạc và xả pin. Với cấu tạo tương đối đơn giản, các thành phần cốt lõi của nó chỉ bao gồm quạt, ống dẫn khí và tản nhiệt mà không cần thêm thiết bị tuần hoàn chất lỏng. Nó có độ khó tích hợp thấp và yêu cầu lỏng lẻo về hình dạng không gian lắp đặt.

Hệ thống làm mát bằng chất lỏng

Nó sử dụng chất lỏng có nhiệt dung riêng cao hơn làm môi trường truyền nhiệt. Thông qua các tấm hoặc đường ống lạnh-được nhúng sẵn trong mô-đun pin, nó tiếp xúc trực tiếp chặt chẽ với các tế bào pin để hấp thụ nhiệt, sau đó tản nhiệt ra môi trường thông qua bộ trao đổi nhiệt bên ngoài. Hệ thống có cấu trúc phức tạp hơn, đòi hỏi phải có máy bơm hỗ trợ, bể chứa chất lỏng, đường ống và hệ thống kiểm soát nhiệt độ chính xác, đòi hỏi yêu cầu cao về thiết kế tích hợp và công nghệ bịt kín.

2. So sánh hiệu suất: Dữ liệu tiết lộ những khoảng trống cốt lõi

Trong các kịch bản ứng dụng-năng lượng cao, mật độ- cao của bộ lưu trữ năng lượng công nghiệp và thương mại, sự khác biệt về hiệu suất giữa hai loại này được khuếch đại đáng kể. Đặc biệt với sự phổ biến của pin có mật độ-năng lượng-cao như 314Ah, những khoảng trống này ảnh hưởng trực tiếp đến độ an toàn của hệ thống và tuổi thọ sử dụng:

1. Kiểm soát hiệu quả tản nhiệt và chênh lệch nhiệt độ: Làm mát bằng chất lỏng có lợi thế-là-lớn

Dữ liệu thử nghiệm cho thấy khả năng trao đổi nhiệt của hệ thống làm mát bằng chất lỏng gấp 6 lần so với hệ thống làm mát bằng không khí. Trong điều kiện sạc và xả 0,5C, hệ thống làm mát bằng chất lỏng có thể kiểm soát chênh lệch nhiệt độ bên trong bộ pin trong phạm vi 3 độ và các giải pháp-chất lượng cao thậm chí có thể đạt được chênh lệch nhiệt độ ở mức<2℃ inside the pack; while even with optimized air duct design, the temperature difference of the air cooling system generally exceeds 8℃. In a test of a 314Ah centralized system under the same conditions, the maximum temperature of battery cells in the liquid-cooled cabinet was 35℃, while that in the air-cooled cabinet reached 42℃. This 7℃ temperature difference directly leads to differences in service life-for every 20℃ increase in the working temperature of battery cells, the cycle life is halved. The annual capacity attenuation of the air cooling system reaches 8.1%, while that of the liquid cooling system is only 3.2%, with a cumulative attenuation gap of 49% over 10 years.

2. Khả năng thích ứng với môi trường: Làm mát bằng chất lỏng có thể đối phó với các điều kiện khắc nghiệt

Hiệu quả tản nhiệt của hệ thống làm mát không khí phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ môi trường. Trong môi trường-nhiệt độ cao 45 độ bên trong các thùng chứa vào mùa hè phía Nam, hiệu suất tản nhiệt giảm 50%, điều này dễ dẫn đến việc bảo vệ và tắt BMS; ở nhiệt độ thấp dưới -10 độ ở miền bắc Trung Quốc, quạt dễ bị đóng băng và đóng băng, dẫn đến hiệu suất sạc và xả giảm 30%. Thông qua chức năng sưởi và kiểm soát nhiệt độ chính xác, hệ thống làm mát bằng chất lỏng có thể hoạt động ổn định trong phạm vi nhiệt độ rộng từ -40 độ đến 45 độ. Trong môi trường có-bụi cao, nhiều{13}}sương muối muối như sa mạc, khu vực khai thác mỏ và vùng ven biển, hệ thống làm mát bằng chất lỏng hoạt động khép kín cũng có thể cách ly các chất ô nhiễm một cách hiệu quả và giảm nguy cơ hỏng hóc.

3. Tỷ lệ lỗi và an toàn hệ thống: Làm mát bằng chất lỏng mang lại sự đảm bảo tốt hơn

Hệ thống làm mát không khí dựa vào sự đối lưu không khí, dễ bị tắc nghẽn ống dẫn khí do bụi và catkins, dẫn đến hiệu suất tản nhiệt giảm 8%-12% hàng năm. Tại một dự án nhà máy, tỷ lệ tắc nghẽn ống dẫn khí lên tới 40% sau 2 năm vận hành, phải ngừng hoạt động để vệ sinh. Hệ thống làm mát bằng chất lỏng hoạt động khép kín mà không gặp vấn đề tắc nghẽn và tỷ lệ hỏng hóc thấp hơn 40% so với hệ thống làm mát bằng không khí. Thời gian vận hành không gặp sự cố của máy bơm tuần hoàn bộ phận cốt lõi vượt quá 50.000 giờ và tuổi thọ của phốt cấp ô tô có thể lên tới hơn 8 năm. Trong những trường hợp cực đoan, hệ thống làm mát bằng chất lỏng có thể nhanh chóng hấp thụ nhiệt tỏa ra do quá trình thoát nhiệt của pin, trì hoãn sự lây lan của rủi ro và một số hệ thống làm mát bằng chất lỏng ngâm cũng có thể cô lập oxy để ngăn chặn các phản ứng.

4. Sử dụng không gian: Làm mát bằng chất lỏng hỗ trợ thiết kế mật độ-cao

Làm mát không khí đòi hỏi phải dành một không gian lớn cho các ống dẫn khí, điều này hạn chế mật độ năng lượng của hệ thống; các tấm làm mát của hệ thống làm mát bằng chất lỏng có thể được tích hợp chặt chẽ, cho phép chứa-pin dung lượng cao hơn trong cùng một thể tích. Đối với các dự án công nghiệp và thương mại có không gian nhà xưởng hạn chế, thiết kế nhỏ gọn của hệ thống làm mát bằng chất lỏng có thể giảm đáng kể chi phí xây dựng dân dụng.

3. Các kịch bản áp dụng và lựa chọn: Yêu cầu phù hợp là chìa khóa

Kết hợp với những khác biệt trên, ranh giới kịch bản áp dụng của hai công nghệ là rõ ràng. Việc lựa chọn nên tập trung chặt chẽ vào quy mô dự án, môi trường, ngân sách và kỳ vọng về tuổi thọ dịch vụ:

1. Các kịch bản áp dụng cho hệ thống làm mát không khí

Thích hợp cho việc lưu trữ năng lượng công nghiệp và thương mại quy mô vừa và nhỏ- (ví dụ: dưới 1-2MWh), những vùng có khí hậu ôn hòa (nhiệt độ -5 độ đến 35 độ ) và không khí sạch; các kịch bản có ngân sách dự án eo hẹp, tuổi thọ dự kiến ​​thấp (5-8 năm) và nguồn lực vận hành và bảo trì hạn chế. Ví dụ, các nhà máy vừa và nhỏ ở khu vực ngoại thành phía Nam, các dự án cung cấp điện dự phòng cho các tòa nhà văn phòng…-làm mát không khí có thể được triển khai nhanh chóng với chi phí thấp.

2. Các kịch bản áp dụng cho hệ thống làm mát bằng chất lỏng

Thích hợp cho việc lưu trữ năng lượng công nghiệp và thương mại-quy mô vừa và lớn (trên 3MWh), yêu cầu về mật độ-công suất/cao{3}}cao (ví dụ: sạc-lưu trữ-PV tích hợp), các vùng có khí hậu khắc nghiệt (nhiệt độ cao, nhiệt độ thấp, nhiều bụi); các dự án có yêu cầu cao về an toàn hệ thống, tuổi thọ sử dụng (hơn 10 năm) và tính nhất quán, đồng thời theo đuổi lợi tức đầu tư-dài hạn. Ví dụ: các dự án lưu trữ năng lượng trong các doanh nghiệp sản xuất lớn, trung tâm dữ liệu, vùng lạnh phía Bắc hoặc làm mát bằng chất lỏng{11}}khu công nghiệp có nhiệt độ cao{12}}ở phía Nam là lựa chọn đáng tin cậy hơn.

4. Không có ưu thế tuyệt đối hoặc kém hơn về các đường kỹ thuật; Thích ứng với yêu cầu là tối ưu

Với ưu điểm là chi phí thấp và bảo trì dễ dàng, hệ thống làm mát không khí vẫn có giá trị không thể thay thế trong các dự án công nghiệp và thương mại{0}}có công suất vừa và nhỏ trong môi trường ôn hòa; làm mát bằng chất lỏng, với khả năng tản nhiệt hiệu quả, kiểm soát nhiệt độ chính xác và khả năng thích ứng mạnh mẽ với môi trường, đã trở thành lựa chọn chủ đạo cho các dự án có yêu cầu cao,-quy mô vừa và lớn-. Trong quá trình lựa chọn, chúng ta nên từ bỏ "lý thuyết chỉ về chi phí" hoặc "lý thuyết về công nghệ" và tiến hành đánh giá toàn diện dựa trên quy mô dự án, điều kiện môi trường, yêu cầu về hiệu suất và toàn bộ chi phí của toàn bộ vòng đời -vòng đời-.

Đối với người dùng công nghiệp và thương mại theo đuổi lợi nhuận ổn định lâu dài, mặc dù khoản đầu tư ban đầu cho hệ thống làm mát bằng chất lỏng tương đối cao nhưng nó có thể đạt được giá trị vòng lặp khép kín bằng cách kéo dài tuổi thọ pin, giảm chi phí vận hành và bảo trì cũng như nâng cao hiệu quả hoạt động; nếu ngân sách hạn chế và kịch bản đơn giản, hệ thống làm mát không khí có thể đáp ứng nhu cầu lưu trữ năng lượng cơ bản.