储能液冷系统工作原理和优势分析

作者:兰洋科技    浏览量:6822    时间:2023年02月02日    标签: 液冷储能 电池散热 液冷电动车

1、储能液冷系统原理

液冷系统,是当前动力电池热管理的热门研究方向,利用冷却液热容量大且通过循环可以带走电池系统多余热量的性能,实现电池包的最佳工作温度条件。液冷统的基本组成包括:液冷板,液冷机组(加热器选配),液冷管路(包括温度传感器、阀门),高低压线束;冷却液(乙二醇水溶液)等。

储能液冷系统原理

电池包的冷却回路一般都采用并联回路,减少电池包之间的温差;电池包一般都是采用大的电池箱(30-50KWh/Pack),提高系统集成度,降低成本;液冷机组布置有分布式和集中式两种。分布式采用一簇或两簇配置一台液冷机组,一般用于单个户外柜;集中式采用一个集装箱系统配置一台或2台液冷机组。

2、储能液冷系统主要优势度

(1)更安全

随着储能项目建设规模的不断增大,电池单体容量和系统能量密度都随之提高,即使采用大容量电芯,建设百兆瓦的储能项目仍然需要十几万甚至几十万个电芯组合在一起,这将会产生更大的热量,对储能系统温控管理也提出更高要求。液冷储能技术含量高,通过冷却液对流直接对电芯散热,方式可控,不受外界条件影响,而且散热效率高,对温度的控制更精确。由于空气比热容、对流换热系数小等因素,电池风冷技术换热效率低,电池发热量增大,会导致电池温度过高,存在热失控风险;液冷方案可以依靠大流量的载冷介质来强制电池包散热和实现电池模块之间的热量重新分配,可以快速抑制热失控持续恶化,降低失控风险。

(2)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,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。通过簇级控制器和智能温控均衡控制技术,储能液冷系统可通过管道的设置和液体流量的设置,使得电芯的温度更均匀。为了达到相同的电池平均温度,风冷需要比液冷高2-3倍的能耗。相同功耗下电池包的最高温度,风冷比液冷要高3-5摄氏度,液冷的功耗更低。

(3)更适合长时储能

从2021年到现在,全国各地陆续出台了多项储能配比的相关政策,其中涉及到两个指标,一个是功率占比,一个是储能时长,功率占比从5%到30%不等,储能时长从1h到4h不等。4h电池储能系统如果继续采用风冷散热技术,虽然其结构简单、成本较低,直接通过风扇将电芯产生的热量带到外部,但存在换热系数低、冷却速度较慢、需要大面积的散热通道等弊端,其面积将非常巨大。液冷技术具有导热率高、散热更均匀、能耗较低、占地面积少等优势,液冷储能系统集装箱解决方案,散热效率高,相较于传统风冷集装箱,功率密度提升100%,节省占地面积40%以上,更适合大规模和长时储能场景应用。

本文标题:储能液冷系统工作原理和优势分析

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