Hiçbir ürünün geliştirilmesi, daha yüksek maliyet performansına ulaşma nihai hedefinden sapamaz. Süreçte teknolojik atılımların getirdiği yüksek tecrübe ile yüksek fiyat yönünde bir karşıt eğilim söz konusu olsa da, son trend yine yeni teknolojilerin yaygınlaşmasıyla yüksek maliyet performansının yakalanmasıdır.
Peki enerji depolama ürünlerinin teknolojik gelişimi nereye doğru gidiyor?
Enerji depolama sistemleri temel olarak dört ana bileşenden oluşur: piller, pil yönetim sistemleri, termal yönetim sistemleri ve güvenlik sistemleri. Şimdi bu dört ana bileşeni tartışalım:
1. Pil
Daha önce "Yeni Nesil Enerji Depolama Ürünleri" ve "Enerji Depolama Pillerinin Beş Spesifikasyon Rotası Üzerindeki Anlaşmazlık" başlıklı makalelerde hem elektrik enerjisi depolama hücresi ürünlerinin hem de sistem ürünlerinin güç kapasitesinin gelecekteki gelişme olarak "daha büyük daha iyidir" anlayışına geçtiği tartışılmıştı. yön. Ancak pil ürünlerinin boyutu sonuçta sınırlıdır. Pil kapasitesi belirli bir seviyeye ulaştıktan sonra hücrelerin içsel güvenliğini geliştirmek ve hücre performansından yararlanmayı iyileştirmek için hala çaba gösterilmesi gerekmektedir.
Ayrıca, farklı uygulamaların ihtiyaçlarını daha iyi karşılayabilmek için pil ürünlerini çeşitli alt bölümlere ayrılmış alanlardaki ve belirli bölgelerdeki uygulama senaryolarına göre farklılaştırmak gerekir.
2. Pil Yönetim Sistemi
Şu anda, akü yönetim sistemi esas olarak akü voltajının, sıcaklığının, akımının vb. izlenmesiyle ilgilenmektedir. Esas olarak halihazırda meydana gelen verileri izler ve halihazırda meydana gelen anormalliklere karşı kapatma korumasını ve diğer işlemleri gerçekleştirir.
Pil yönetim sisteminden beklediklerimiz:
a. Geçmişte üretilen veriler aracılığıyla pil durumunu proaktif olarak izleyebilir ve gelecekteki pil durumunu tahmin edebilir.
b. Pil yönetim sistemi, pilin performansından tüm kullanım ömrü boyunca tam olarak yararlanmak ve pilin anormal performans durumlarını bağımsız olarak ayarlamak için kullanılabilir.
3. Termal Yönetim Sistemi
Batarya termal yönetim sistemi, başlangıçtaki doğal soğutmadan basınçlı hava soğutmasına ve mevcut ana sıvı soğutmalı plaka formuna doğru gelişmiştir. Ancak yine de piller için tatmin edici bir çalışma sıcaklığı ortamı sağlayamadığı tespit edilmiştir. Bu durum temel olarak yüksek pil sıcaklıklarında (yaklaşık 37 derece), piller arasındaki büyük sıcaklık farklarında (5 - 8 derece) ve pil hücrelerinin içindeki geniş sıcaklık alanlarında (15 - 20 derece) kendini gösterir.
Endüstri ayrıca aktif olarak yeni tip termal yönetim yöntemlerini araştırıyor. Son zamanlarda, çok abartılı olan tamamen daldırmalı sıvı soğutma yöntemi, şekilde gösterildiği gibi, pil hücrelerini bir sıvı soğutma tankına yerleştirir ve ardından pilleri tamamen batırmak için soğutma sıvısını tankın içine enjekte ederek ısı için çok yönlü ve çok açılı temas sağlar. Dağılım.
Başlıca avantajları aşağıdaki gibidir:
a. Soğutma sıvısı doğrudan akü hücreleriyle temas eder, dolaylı soğutmanın sıvı soğutma plakalarıyla karşılaştırıldığında daha yüksek bir ısı değişim verimliliğine sahiptir ve hızlı bir şekilde soğuma veya ısınma özelliğine sahiptir.
b. Pil hücreleri tamamen suya daldırıldığında ısıyı her yöne dağıtır ve pil hücrelerinin içindeki her noktadaki sıcaklık, sıvı soğutma plakalı tiple karşılaştırıldığında daha homojendir (yaklaşık 3 derece).
c. Pil hücreleri tamamen daldırıldıktan sonra, sıvı girişi ve sıvı çıkışı arasındaki sıcaklık farkının kontrol edilmesiyle piller arasında yüksek derecede sıcaklık eşitliği elde edilebilir.
d. Akü hücreleri soğutma sıvısına tamamen daldırıldığında akü hücreleri arasındaki boş alanlar soğutma sıvısı ile doldurulur ve boşluklarla ayrılır. Tek bir pil hücresinin termal kaçması durumunda, sıcaklık soğutma sıvısı tarafından hızlı bir şekilde uzaklaştırılabilir, yayılan sıcaklık soğutma sıvısı tarafından izole edilir ve termal difüzyon oluşturmaz. Termal kaçak nedeniyle dışarı atılan elektrolit de soğutma sıvısı tarafından emilip boşaltılacak ve akü hücrelerinden çıkan yüksek sıcaklıktaki gaz, soğutma sıvısı tarafından izole edilecek ve böylece akü güvenliği artırılacaktır.
Daldırma tipi sıvı soğutmanın pek çok faydası vardır, ancak gelişimi sorunsuz değildir:
a. Soğutma sıvısının pilleri tamamen batırması ve iyi akışkanlığa ve yüksek güvenliğe sahip olması gerekir, bu nedenle soğutma sıvısını seçmek zordur.
b. Sistemde çok sayıda pil bulunmaktadır ve tam daldırma durumunda akış kanallarının tasarlanması zordur. Genellikle köşelerin ortaya çıkması muhtemeldir ve bu da büyük sıcaklık farklılıklarına neden olur.
Son zamanlarda, veri araştırması ve çeşitli soğutma yöntemlerinin karşılaştırılması yoluyla, yarı iletken tipte soğutma ürünlerinin kullanım için doğrudan pil hücrelerinin yüzeyine bağlanabileceği bulunmuştur. Bununla birlikte, düşük güç ve büyük ölçekli uygulamaya yönelik rahatsızlık nedeniyle, şu anda çoğunlukla küçük boyutlu nem alma cihazlarında, su sebillerinde ve diğer ürünlerde kullanılmaktadırlar.
Yukarıda belirtildiği gibi, termal yönetim teknolojilerindeki son gelişmeler göz önüne alındığında, uzun vadede akıllı termal yönetim, batarya termal yönetiminin nihai yönüdür. Akıllı termal yönetim sayesinde pillerin optimum çalışma sıcaklığı ortamı, minimum enerji tüketimiyle en büyük ölçüde korunabilir.
Akıllı termal yönetim; sıcaklık, nem, rüzgar hızı, aydınlatma, jeotermal ısı gibi dış çevresel faktörlerin yanı sıra piller, elektrikli bileşenler, kablolar ve termal yönetim gibi dahili bileşenleri de dikkate alan kapsamlı bir dengedir. Isıtma veya soğutmanın gerekli olup olmadığını ve ilgili gücü önceden tahmin etmek için dış ortamın tahminini entegre eder. Bu, sistem pillerinin optimum sıcaklık ortamına sahip olmasını ve nispeten küçük bir aralıkta dalgalanmasını sağlar.
4.Güvenlik Sistemi
Akü güvenlik sistemi sistemin en önemli noktasıdır.
Şu anda, perflorohekzanon yangından korunma sistemi sektörde ana akımdır ve bazı üreticiler aerosoller vb. kullanır. Temel fark, yangından korunma sisteminde değişikliklere yol açan maddelerde yatmaktadır; diğer algılamalar ve alarmlar ise oldukça benzerdir.
Şu anda, perflorohekzanon ve aerosol gibi gaz tipi veya gaz benzeri yangından korunma maddesi, yangından korunma için esas olarak madde konsantrasyonuna dayanmaktadır. Gaz konsantrasyonu zamanla azaldığında pil takımının yeniden alev alma riski hâlâ mevcuttur.
Bu nedenle, şu anda bazı enerji depolama işletmeleri sıvı tam daldırmalı yangın korumasını benimsiyor.
Temel prensip şudur: Pil hücrelerini sıvı bir ortamla pil takımına tamamen batırarak, sıvı ortam hücreleri tamamen çevreler, hücre arızasından sonra oluşan sıcaklığı hızlı bir şekilde azaltır, arıza sonrasında oluşan yanıcı yüksek sıcaklık ve yüksek basınçlı gazları izole eder. arıza sıvı ortamdan geçer ve hücre arızasından sonra dışarı atılan elektrolit, sıvı ortam tarafından emilebilir ve taşınabilir.
Ancak şu anda endüstride enerji depolama sisteminin güvenlik sisteminin algılama kısmı batarya yönetim sisteminden bağımsızdır. Genel olarak sıcaklık, gaz, VOC vb.'yi birleştiren çoklu bir prob, pil takımının belirli bir pozisyonuna son derece sınırlı bir doğrulukla ve hatta hassasiyetle ayarlanır.
Akü güvenliğinin korunmasına yönelik tüm süreçte, yalnızca arıza ve arızasızlık arasında ayrım vardır ve akü arızasından önceki yüksek sıcaklık aşaması tamamen gözden kaçırılır.
Bu nedenle şu anda ilk yapılması gereken ve birçok işletmenin yapmakta olduğu şey, güvenlik yönetim sistemini akü yönetim sistemine bağlamaktır. Sonuçta pil yönetim sistemi, her hücrenin voltajını ve sıcaklığını gerçek zamanlı olarak izler.
5. Akıllı Entegre Sistem
Şu anda yeni enerji endüstrisinde, özellikle de enerji alanında akıllı gelişme hızla ilerlemektedir. Bu makale, batarya sistemlerinin geliştirilmesinin aynı zamanda batarya yönetim sistemleri, termal yönetim sistemleri ve güvenlik sistemlerinin kapsamlı zekasını da içermesi gerektiğini savunmaktadır.
Güvenlik sistemi, pil yönetim sisteminin izleme verilerini kullanır ve pil hücreleri arızalanmadan önce erken uyarı, alarm ve yangınla mücadeleyi tamamlamak ve kayıpları en aza indirmek için bunu termal yönetim sisteminin akıllı tahmin verileriyle birleştirir. Bunlar arasında, pil hücreleri arızalanmadan önceki yüksek sıcaklık aşamasında, güvenlik sistemi, pil hücrelerinin arıza tepkisini bastırmak için termal yönetimin yüksek güçlü soğutmasını başlatabilir. Ayrıca, büyük veri izleme ve karşılaştırma yoluyla, pil anormalliklerinin ortaya çıkma zamanı ve türü önceden tahmin edilebiliyor ve ilgili tedavi yöntemleri mümkün olduğu kadar erken uygulanabiliyor.