Utvecklingen av någon produkt kan inte avvika från det slutliga målet att uppnå högre kostnadsprestanda. I processen, även om det kan finnas en mottrend av högt pris med hög erfarenhet till följd av tekniska genombrott, är den slutliga trenden fortfarande att uppnå hög kostnadsprestanda med popularisering av ny teknik.
Så, vart är den tekniska utvecklingen av energilagringsprodukter på väg?
Energilagringssystem består huvudsakligen av fyra huvudkomponenter: batterier, batterihanteringssystem, värmeledningssystem och säkerhetssystem. Låt oss sedan diskutera dessa fyra huvudkomponenter:
1. Batteri
Det diskuterades tidigare i "Next Generation Energy Storage Products" och "The Dispute over Five Specification Routes of Energy Storage Batteries" att kraftkapaciteten för både produkter för lagringsceller för elektrisk energi och systemprodukter tar "större är bättre" som den framtida utvecklingen riktning. Men storleken på batteriprodukter är i slutändan begränsad. Efter att batterikapaciteten har nått en viss nivå, måste ansträngningar göras för att utveckla cellernas inneboende säkerhet och förbättra cellprestandautnyttjandet.
Dessutom är det nödvändigt att differentiera batteriprodukter enligt applikationsscenarierna i olika uppdelade områden och specifika regioner, för att mer fullständigt möta behoven hos olika applikationer.
2. Batterihanteringssystem
För närvarande är batterihanteringssystemet huvudsakligen engagerat i övervakning av batterispänning, temperatur, ström och så vidare. Den övervakar främst de data som redan har inträffat och utför strömavstängningsskydd och andra operationer från de anomalier som redan har inträffat.
Vad vi förväntar oss av batterihanteringssystemet är:
a. Den kan proaktivt övervaka batteritillståndet och förutsäga det framtida batteritillståndet genom data som har genererats tidigare.
b. Batterihanteringssystemet kan användas för att fullt ut utnyttja batteriets prestanda under hela dess livscykel och oberoende justera batteriets onormala prestandatillstånd.
3. Värmehanteringssystem
Batteriets termiska styrsystem har utvecklats från den ursprungliga naturliga kylningen till forcerad luftkylning och till den nuvarande vanliga vätskekylda plattformen. Det visar sig dock fortfarande att det inte kan ge en tillfredsställande arbetstemperaturmiljö för batterier. Detta manifesteras främst i höga batteritemperaturer (cirka 37 grader), stora temperaturskillnader mellan batterier (5 - 8 grad) och stora temperaturfält inuti battericeller (15 - 20 grad).
Industrin undersöker också aktivt nya typer av termiska hanteringsmetoder. Nyligen placerade den mycket hypade metoden för helt nedsänkt vätskekylning, som visas i figuren, battericellerna i en vätskekylningstank och injicerar sedan kylvätskan i tanken för att helt nedsänka batterierna, vilket uppnår multiriktad och multivinkelkontakt för värme spridning.
De viktigaste fördelarna är följande:
a. Kylvätskan kommer direkt i kontakt med battericellerna, har en högre värmeväxlingseffektivitet jämfört med vätskekylningsplattorna för indirekt kylning och kan kylas ner eller värmas upp snabbt.
b. Battericellerna kommer att avleda värme i alla riktningar när de är helt nedsänkta, och temperaturen vid varje punkt inuti battericellerna är mer enhetlig (cirka 3 grader) jämfört med den för vätskekylplattan.
c. Efter att battericellerna är helt nedsänkta kan en hög grad av temperaturlikformighet mellan batterierna uppnås genom att reglera temperaturskillnaden mellan vätskeinloppet och vätskeutloppet.
d. När battericellerna är helt nedsänkta i kylvätskan fylls de tomma områdena mellan battericellerna med kylvätskan och separeras av mellanrum. I händelse av termisk rinnande av en enda battericell, kan temperaturen snabbt tas bort av kylvätskan, den diffusa temperaturen isoleras av kylvätskan och kommer inte att bilda termisk diffusion. Elektrolyten som sprutas ut på grund av termisk rinnande kommer också att absorberas och urladdas av kylvätskan, och högtemperaturgasen som sprutas ut från battericellerna kommer att isoleras av kylvätskan, vilket förbättrar batterisäkerheten.
Det finns många fördelar med vätskekylning av nedsänkningstyp, men dess utveckling är inte smidig:
a. Kylvätskan måste sänka ner batterierna helt och ha god flytbarhet och hög säkerhet, så det är svårt att välja kylvätska.
b. Det finns ett stort antal batterier i systemet, och det är svårt att designa flödeskanalerna vid full nedsänkning. Hörn uppstår ofta, vilket resulterar i stora temperaturskillnader.
Nyligen, genom dataforskning och jämförelse av olika kylningsmetoder, har det visat sig att kylprodukter av halvledartyp kan fästas direkt på ytan av battericeller för användning. Men på grund av låg effekt och besvär för storskalig tillämpning, används de för närvarande huvudsakligen i små avfuktare, vattenautomater och andra produkter.
Som nämnts ovan, när det gäller den senaste utvecklingen av termisk hanteringsteknik, är intelligent värmehantering i det långa loppet den ultimata riktningen för batterivärmehantering. Genom intelligent termisk hantering kan den optimala arbetstemperaturen för batterier upprätthållas med minsta möjliga energiförbrukning i största utsträckning.
Intelligent värmehantering är en övergripande balans som tar hänsyn till externa miljöfaktorer som temperatur, luftfuktighet, vindhastighet, belysning, jordvärme, samt interna komponenter som batterier, elektriska komponenter, kablar och värmehantering. Den integrerar förutsägelsen av den yttre miljön för att i förväg förutse om uppvärmning eller kylning behövs och motsvarande effekt. Detta säkerställer att systemets batterier har en optimal temperaturmiljö och fluktuerar inom ett relativt litet område.
4. Säkerhetssystem
Batterisäkerhetssystemet är den nedersta raden i systemet.
För närvarande är brandskyddssystemet perfluorhexanon huvudströmmen i branschen, och vissa tillverkare använder aerosoler etc. Den största skillnaden ligger i medlen, vilket leder till förändringar i brandskyddsvärden, medan andra detekteringar och larm är ganska lika.
För närvarande är brandskydd av gastyp eller gasliknande medel som perfluorhexanon och aerosol huvudsakligen beroende av medelkoncentrationen för brandskydd. När gaskoncentrationen minskar med tiden har batteripaketet fortfarande risk för återantändning.
Därför använder vissa energilagringsföretag för närvarande flytande brandskydd med full nedsänkning.
Grundprincipen är: genom att helt nedsänka battericellerna i batteripaketet med ett flytande medium, omger det flytande mediet cellerna helt, vilket snabbt minskar temperaturen som genereras efter cellavbrottet, isolerar de brännbara högtemperatur- och högtrycksgaserna som genereras efter brott genom det flytande mediet, och elektrolyten som sprutas ut efter cellbrottet kan absorberas och föras bort av det flytande mediet.
Men för närvarande är detekteringsdelen av säkerhetssystemet för energilagringssystemet i branschen oberoende av batterihanteringssystemet. I allmänhet är en multi-i-ett-sond som integrerar temperatur, gas, VOC, etc. inställd på en viss position av batteripaketet, med extremt begränsad noggrannhet, för att inte tala om känslighet.
I hela processen för att skydda batterisäkerheten finns det bara skillnaden mellan fel och icke-fel, helt saknar högtemperatursteget innan batteriavbrott.
Det som därför bör göras först för närvarande, och vad många företag gör, är att koppla ihop säkerhetsledningssystemet med batterihanteringssystemet. När allt kommer omkring övervakar batterihanteringssystemet spänningen och temperaturen för varje cell i realtid.
5. Intelligent integrerat system
För närvarande går den intelligenta utvecklingen snabbt framåt i den nya energiindustrin, särskilt inom kraftområdet. Denna uppsats hävdar att utvecklingen av batterisystem också måste involvera den omfattande intelligensen av batterihanteringssystem, värmeledningssystem och säkerhetssystem.
Säkerhetssystemet använder övervakningsdata från batterihanteringssystemet och kombinerar det med intelligenta förutsägelsedata från värmeledningssystemet för att slutföra tidig varning, larm och brandbekämpning innan battericellerna går sönder, vilket minimerar förluster. Bland dem, i högtemperatursteget innan battericellerna går sönder, kan säkerhetssystemet starta högeffektkylningen av värmehanteringen för att undertrycka battericellernas felreaktion. Genom stordataövervakning och jämförelse kan dessutom uppkomsttid och typ av batteriavvikelser förutsägas i förväg, och motsvarande behandlingsmetoder kan göras så tidigt som möjligt.