Thermisches Management von elektrochemischen Energiespeichersystemen
Der Betrieb des Energiespeichersystems erzeugt große Wärme, die die Sicherheit und Lebensdauer der Batterie gefährdet. Die Lebensdauer von Lithiumbatterien hängt eng mit der Betriebstemperatur zusammen. Derzeit wird allgemein angenommen, dass der beste Betriebstemperaturbereich von Lithiumbatterien zwischen 10 und 35 Grad liegt. Eine zu niedrige Temperatur führt zur Verfestigung des Elektrolyten und zur Erhöhung der Impedanz, und eine zu hohe Temperatur lässt das Diaphragma leicht schmelzen. Die Energiespeicherbatterien sind eng angeordnet, mit großer Wärmeentwicklung und ungleichmäßiger Wärmeableitung. Wenn der Temperaturunterschied zwischen den Batterien im Behälter mehr als 10 Grad beträgt, verkürzt sich die Batterielebensdauer um mehr als 15 Prozent. Der Unterschied im Temperaturanstieg zwischen den Modulen erhöht den Innenwiderstandsunterschied, was die Lebensdauer aller Batterien aufgrund des Tonneneffekts weiter verkürzt.
Gegenwärtig umfassen die gängigen Energiespeicher-Wärmemanagementschemata Luftkühlung und Flüssigkeitskühlung. Die Luftkühlung soll Niedrigtemperaturluft als Medium verwenden, um eine thermische Konvektion zwischen natürlichem Wind oder Lüfter und der Batteriezelle zu erzeugen, um die Batterietemperatur zu senken. Die Luftkühlungsstruktur ist einfach, aber die Wärmeaustauscheffizienz ist gering und eine genaue Temperatursteuerung kann nicht erreicht werden. Im Gegensatz dazu verwendet das Flüssigkeitskühlschema Kühlflüssigkeiten wie Wasser, Ethanol und Kältemittel, die indirekt durch die gleichmäßig verteilten Führungsnuten auf der Flüssigkeitskühlplatte mit der Zelle in Kontakt gebracht werden. Es befindet sich in der Nähe der Wärmequelle, hat eine hohe Wärmeaustauscheffizienz und einen geringen Energieverbrauch und kann die Konsistenz der Temperatur der Batteriezellen sicherstellen. Da in Zukunft die Nachfrage nach Energiespeicherbatteriesystemen mit hoher Kapazität steigt, wird die Durchdringungsrate effizienterer Flüssigkeitskühlungslösungen schnell zunehmen.
Heutzutage achten und erkennen immer mehr Menschen flüssige Kühlenergiespeicher. Neben der aktuellen Marktnachfrage ist es auch untrennbar mit seinen eigenen Vorteilen verbunden.
Die Schwelle der flüssigkeitsgekühlten Energiespeichertechnologie ist hoch, da sie nicht einfach die Wärme des Systems abführt, sondern die Wärme der Zelle direkt durch die Konvektion des Kühlmittels abführt, und zu ihren Schwierigkeiten gehört auch, das Leckagerisiko zu reduzieren das Kühlmittel. Die flüssigkeitsgekühlte Pack-Technologie wird übernommen, um den modularen Aufbau von Energiespeichereinheiten zu unterstützen. Mit der neuen Generation der BMS-Software kann die Sicherheit des Energiespeichersystems auf drei Ebenen gewährleistet werden: Zellüberwachung, Packentwärmung und Systemstruktur, um die Sicherheit für den Anwender rundum zu verbessern.
Neben der Sicherheit sollte das integrierte Design von Energiespeichersystemen auch den Betrieb und die Wartung des gesamten Lebenszyklus berücksichtigen. Aus dieser Perspektive ist die Wirtschaftlichkeit des flüssigkeitsgekühlten Energiespeichersystems besser. Der Betrieb des Energiespeichersystems erzeugt große Wärme und ungleichmäßige Wärmeableitung, was nicht nur die Sicherheit des Batterieenergiespeichersystems gefährdet, sondern auch die Batterielebensdauer beeinträchtigt. Es kann die Effizienz des Systems erheblich verbessern und gleichzeitig die Sicherheit des Batteriesystems gewährleisten und die durch thermisches Durchgehen verursachten Sicherheitsrisiken vermeiden.
