에너지 저장 솔루션 선택
현재, 기술 성숙도가 높은 에너지 저장 기술은 펌핑 된 저장 및 전기 화학 에너지 저장입니다. 전기 화학 에너지 저장은 주로 리튬 배터리 기술을 사용합니다. 비용 효율성, 안전, 서비스 수명 및 산업 성숙도와 같은 요인을 고려할 때 리튬 철 포스페이트 배터리는 현재 에너지 저장에 가장 적합한 배터리입니다. 열 전력 에너지 저장 보조 주파수 조절은 높은 속도 특성, 높은 등반 특성, 빠른 응답 기능, 강한 에너지 효율 비율, 고온 안전성 및 에너지 저장 기술의 오랜 수명을 포함하여 에너지 저장 배터리의 성능에 대한 요구 사항이 높습니다. 따라서, 열 전력 에너지 저장 주파수 조절 프로젝트의 경우, 리튬 철 포스페이트 배터리를 사용하는 것이 좋습니다. 사용자 측 에너지 저장 응용 프로그램 시나리오의 관점에서 피크 면도, 수요 응답 및 전원 공급 장치 신뢰성과 같은 요구 사항을 기반으로 리튬 철 포스페이트 배터리를 사용하는 것이 좋습니다.
배터리 화재는 주로 배터리의 열 런 어웨이로 인해 발생하며, 이는 주로 내부 단락으로 인한 것입니다. 내부 단락의 주요 원인에는 기계적 남용, 전기 학대 및 열 남용이 포함됩니다. 열 남용을 다루는 방법은 좋은 열 관리 설계를 채택하는 것입니다.
액체 냉각 기술은 액체 대류 열전달을 사용하여 배터리로 생성 된 열을 제거하고 온도를 줄입니다. 액체 냉각의 액체 누출 위험은 구조 설계를 통해 피할 수 있습니다. 액체 냉각의 효율은 공기 냉각의 효율보다 높으며 액체 냉각의 온도 차이 제어는 공기 냉각의 효율보다 우수합니다. 액체 냉각의 유체 온도 및 유량 제어는 공기 냉각의 것보다 간단하고 액체 냉각을 사용한 배터리 수명이 더 길다. 전체 비용을 고려할 때 액체 냉각 시스템은 공기 냉각 시스템보다 더 많은 장점이 있습니다. 동시에, 에너지 저장 발전소의 안전 문제는 두드러지며 액체 냉각 에너지 저장 시스템이 점차 촉진되고 적용되고 있습니다.
액체 냉각 리튬 배터리 에너지 저장 시스템
리튬 배터리 에너지 저장 시스템은 배터리 실과 전기 구획으로 구성됩니다. 배터리 수납 공간은 배터리 클러스터, 액체 냉각 시스템, 소방 시스템, 콤비너 캐비닛, 배포 상자 등으로 구성되어 있습니다. 전기 구획은 인버터 (PC), 변압기, 제어 캐비닛, 링 메인 장치, AC 배포 캐비닛, 에어컨 등으로 구성되어 있으며,이 연구는 배터리 공동도의 설계 및 개발에 대한 자세한 설명을 제공합니다. 리튬 배터리 에너지 저장 시스템의 전체 설계 프로세스에는 그림과 같이 배터리 팩, 배터리 랙 및 배터리 컨테이너가 포함됩니다.
에너지 저장 시스템은 Eve Energy Square 알루미늄 쉘 리튬 철 포스페이트 LF280K 배터리 셀 (3.2 V/280 AH)을 사용합니다. 배터리 팩의 시리즈 병렬 연결은 1P48S이며 각 배터리 팩에는 43.008 kW · H의 용량을 가진 48 LF280K 배터리 셀이 있습니다. 배터리 시스템은 병렬로 연결된 8 개의 배터리 클러스터로 구성되며 각 클러스터는 직렬로 연결된 8 개의 배터리 팩으로 구성됩니다. 에너지 저장 시스템의 용량은 2.75 MW · H이고 정격 전압은 1228.8 V입니다. 보호 수준은 IP54입니다. 배터리의 과충전 및 과다 차전을 방지하고 배터리의 충전 및 방전 관리를 달성하고 배터리 시스템의 안정적이고 안정적인 작동을 보장하려면 시스템에는 배터리 관리 시스템 (BMS)이 장착되어 있어야하며 보호 하드웨어는 릴레이, 회로 차단기, 퓨즈 등을 장착해야합니다.
에너지 저장 열 관리 설계
열 관리 시스템의 설계
액체 냉각 및 가열 관리 시스템은 액체 냉각 플레이트, 액체 냉각 장치, 액체 냉각 파이프 라인, 고전압 배선 하니스 및 냉각수로 구성됩니다. 액체 냉각 누출 문제와 관련하여 다음 조치가 취해집니다. 첫째, 액체 냉각 조인트는 자동차 등급 누출 증거 냉각 파이프 라인 퀵 플러그 조인트를 채택하여 에너지 저장 시스템 작동 중에 액체 누출 위험이 최소화되도록 할 수 있습니다. 둘째, 액체 냉각 장치의 확장 탱크에 액체 레벨 센서를 설치해야합니다. 누출이 있으면 액체 냉각 장치가 경보로 울립니다. 셋째, 배터리 팩 설계의 보호 수준은 IP67이므로 누출의 경우 시스템에 영향을 미치지 않도록합니다. 배터리 팩의 액체 냉각 플레이트는 알루미늄 합금 다이 캐스팅으로 만들어지고베이스 및 액체 냉각 플레이트의 기능과 통합됩니다. 액체 냉각 플레이트 및 밀봉 덮개 플레이트는 마찰 교반 용접에 의해 연결되고; 동시에, 액체 냉각 플레이트는 밀봉 성능이 우수하기 위해 밀폐 테스트를 거쳐 밀폐 테스트를 거칩니다. 배터리 팩 액체 냉각 플레이트는 "뱀"흐름 채널을 채택하고 냉각수는 질량으로 50% 물과 50% 에틸렌 글리콜을 질량으로 사용합니다. 액체 냉각 시스템은 특정 열 관리 전략을 사용하여 냉각수가 액체 냉각 플레이트를 통해 흐를 때 배터리 팩을 냉각 시키거나 가열합니다.
액체 냉각 장치에는 냉각, 가열 및 제습 기능이 있으며 액체 냉각 장치의 열 관리 시스템의 전략 및 작업 모드는 밀접하게 관련되어 있습니다. 텍스트에서 Tmax는 배터리의 최고 온도를 말합니다. TVAG는 배터리의 평균 온도를 나타냅니다. Tmin은 배터리의 최저 온도를 나타냅니다.
TMAX가 28도보다 크거나 25도보다 크거나 TVAG가 25도에 해당하는 경우, 액체 냉각 장치는 냉장 모드로 들어가고, 압축기가 켜지고, 고온 및 고압 냉매가 압축기에서 배출되고 응축기로 들어갑니다. 열과 냉각을 방출 한 후, 팽창 밸브를 통해 조절되고 억제 된 다음 증발기로 유입되어 냉각수와 열을 교환합니다. 냉매는 압축기 흡입 포트로 다시 흐르기 전에 증발기에서 열을 흡수하고 증발하여 냉장주기를 완료합니다. 이때, 수로의 워터 펌프가 켜지고, PTC 히터가 켜지지 않으며, 냉각제가 플레이트 증발기에서 냉각되어 배터리 팩 액체 냉각 플레이트로 들어가 배터리를 식히고 열을 제거하여 배터리를 냉각시키는 목적을 달성합니다. Tmax가 25도보다 작거나 동일하고 TVAG가 22도보다 작거나 동일하면 냉각 모드를 중지하십시오.
TMIN이 12도보다 작거나 동일하거나 15도보다 작거나 동일하면 액체 냉각 장치가 난방 모드로 들어가고, 압축기가 꺼지고, 워터 펌프 및 PTC 히터가 켜지고, 냉각제가 PTC 히터에 의해 가열되고 배터리 냉각 플레이트로 들어가 배터리를 가열합니다. 이 모드는 배터리 온도가 너무 낮고 가열이 필요한 상황에 적합합니다. tmin이 20도보다 크거나 동일 할 때 가열 모드를 중지하고 TVAG가 23도에 크거나 동일합니다.
입구 온도가 12도보다 작거나 동일하면 액체 냉각 장치가 자체 순환 모드로 들어가고 압축기, 팬, PTC 히터가 꺼지고 워터 펌프가 켜져 배터리 냉각 플레이트와 장치에서 냉각제가 반복적으로 순환하여 배터리 팩의 열을 운반합니다. 용기 내부의 습도가 해당 온도에서 이슬점 온도보다 높으면 액체 냉각 장치는 제습 모드를 활성화시킵니다.
에너지 저장 소방 시스템
화재 방지 시스템은 각 배터리 팩을 최소 보호 장치로 사용하고 가스 액체 2 상 분무 소화제의 새로운 소화 기술 솔루션을 채택합니다. 흡입 탐지기, 가연성 가스 감지기, 온도 및 연기 감지기를 공동으로 사용하여 전체 에너지 저장 상자를 실시간으로 모니터링하고 감지합니다. 그 중에서도 흡기 감지기는 배터리 클러스터 단위로 전체 클러스터 배터리 박스를 모니터링하고 보호합니다. 가연성 가스 탐지기 모니터 및 배터리를 보호하며 온도 및 연기 감지기는 전기 구획을 모니터링하고 보호합니다.
배터리 팩이 열 런 어웨이 화재를 경험하면 탐지기는 화재를 감지하고 배터리 클러스터의 파티션 제어 밸브를 엽니 다. 동시에, 화재 정보는 캔 버스를 통해 화재 억제 호스트로 전송됩니다. 사운드 및 조명 경보가 켜지고 배기 시스템이 켜지고 억제 호스트가 출력되기 시작합니다. 소화제는 파이프 라인 및 파티션 제어 밸브를 통해 가스 액체 2 상 노즐로 운반됩니다. 소화제는 노즐을 통해 분무 된 다음 배터리 팩의 내부에 분무되어 냉각 및 소화 기능을 구현합니다.
Energy Storage Fire Suppression Host는 Perfluorohexane을 주요 소화제로 사용하여 에너지 저장 캐비닛의 조기 화재를 끄고, 억제하며, 방지합니다. 화재가 너무 커지면 소화제를 오랫동안 뿌려야합니다. 호스트에서 내장 된 Perfluorohexane 소화제가 사용 된 후, 시스템은 화재 소화전수를 자동으로 보충하여 장기 연속 스프레이를 달성하고 화재 통치를 억제하며 배터리를 냉각시킵니다.
테스트 검증
액체 냉각 컨테이너 에너지 저장 시스템은 주변 온도 25도에서 0. 5c 충전 테스트를 거치고 BMS는 각 배터리 팩의 온도 변화를 기록합니다. 충전이 끝나면 배터리 팩 내부의 배터리 셀의 표면 온도는 35도 미만이며 온도 상승은 10도 미만입니다. 전체 충전 과정에서 모니터링 지점에서 가장 낮은 온도는 32.5도이며, 가장 높은 온도는 34.8도이며,도 2의 실험 결과에서 온도 차이는 2.3도 미만입니다. 액체 냉각 용기의 온도 상승은 공기 공간이있는 용기의 온도 차이보다 훨씬 작음을 알 수 있습니다. 일반적으로 공냉식 용기의 온도 차이는 5-8 정도에 도달하여 전체 에너지 저장 시스템의 온도 일관성을 효과적으로 촉진하고 시스템의 작동 수명을 연장 할 수 있습니다.
결론
이 프로젝트는 시스템 이론 설계, 열 관리 설계, 화재 방지 설계 등을 포함하여 20 피트 액체 냉각 컨테이너 에너지 저장 시스템을 설계했습니다. 마지막으로 실험적 검증에 따르면 에너지 저장 시스템의 온도 일관성이 우수하고 온도 상승이 요구 사항을 충족했습니다.
새로운 에너지 차량에 액체 냉각 배터리 팩을 사용하는 것은 매우 성숙하며 에너지 저장 시스템은 누출 위험이없는 고정식입니다. 액체 냉각 컨테이너 시스템은 내부 공기 덕트의 설계를 줄이고 외부 유지 보수 시스템을 채택하며 내부 복도 공간의 필요성을 제거하며 에너지 밀도를 극대화하기 위해 대형 배터리 팩 설계를 채택합니다. 전체 비용 측면에서 액체 냉각 컨테이너 에너지 저장 시스템은 더 많은 장점이 있습니다. 에너지 저장 시스템의 가장 중요한 것은 안전을 보장하는 것입니다. 화재 방지 시스템의 설계가 중요합니다. 이 시스템은 팩 수준의 화재 방지 및 Perfluorohexane 및 Water Fire Protection의 지속적인 억제 체계를 채택하여 시스템의 안전한 작동을 보장합니다.