Utviklingen av ethvert produkt kan ikke avvike fra det endelige målet om å oppnå høyere kostnadsytelse. I prosessen, selv om det kan være en mottrend med høy pris med høy erfaring brakt av teknologiske gjennombrudd, er den endelige trenden fortsatt å oppnå høy kostnadsytelse med popularisering av nye teknologier.
Så hvor er den teknologiske utviklingen av energilagringsprodukter på vei?
Energilagringssystemer består hovedsakelig av fire hovedkomponenter: batterier, batteristyringssystemer, termiske styringssystemer og sikkerhetssystemer. La oss deretter diskutere disse fire hovedkomponentene:
1. Batteri
Det ble diskutert tidligere i "Next Generation Energy Storage Products" og "The Dispute over Five Specification Routes of Energy Storage Batteries" at kraftkapasiteten til både elektriske energilagringscelleprodukter og systemprodukter tar "større er bedre" ettersom den fremtidige utviklingen retning. Imidlertid er størrelsen på batteriprodukter begrenset. Etter at batterikapasiteten når et visst nivå, må det fortsatt gjøres anstrengelser for å utvikle den indre sikkerheten til cellene og forbedre utnyttelsen av celleytelsen.
Dessuten er det nødvendig å differensiere batteriprodukter i henhold til applikasjonsscenariene i forskjellige underinndelte felt og spesifikke regioner, for å oppfylle behovene til forskjellige applikasjoner mer fullstendig.
2. Batteristyringssystem
For tiden er batteristyringssystemet hovedsakelig engasjert i overvåking av batterispenning, temperatur, strøm og så videre. Den overvåker hovedsakelig dataene som allerede har oppstått og utfører beskyttelse mot strømavbrudd og andre operasjoner fra uregelmessighetene som allerede har oppstått.
Det vi forventer av batteristyringssystemet er:
a. Den kan proaktivt overvåke batteritilstanden og forutsi fremtidig batteritilstand gjennom dataene som har blitt generert tidligere.
b. Batteristyringssystemet kan brukes til å utnytte ytelsen til batteriet fullt ut gjennom hele livssyklusen og uavhengig justere de unormale ytelsestilstandene til batteriet.
3. Termisk styringssystem
Det termiske styringssystemet for batteriet har utviklet seg fra den opprinnelige naturlige kjølingen til tvungen luftkjøling og til den nåværende mainstream væskekjølte plateformen. Imidlertid er det fortsatt funnet at det ikke kan gi et tilfredsstillende arbeidstemperaturmiljø for batterier. Dette kommer hovedsakelig til uttrykk i høye batteritemperaturer (rundt 37 grader), store temperaturforskjeller mellom batterier (5 - 8 grad), og store temperaturfelt inne i battericeller (15 - 20 grad).
Industrien utforsker også aktivt nye typer termiske styringsmetoder. Nylig har den mye hypede væskekjølemetoden, som vist i figuren, plassert battericellene i en væskekjøletank og deretter injisert kjølevæsken inn i tanken for å senke batteriene fullstendig ned, og oppnå multiretnings- og flervinkelkontakt for varme dissipasjon.
De viktigste fordelene er som følger:
a. Kjølevæsken kommer direkte i kontakt med battericellene, har en høyere varmevekslingseffektivitet sammenlignet med væskekjøleplatene for indirekte kjøling, og kan kjøles ned eller varmes opp raskt.
b. Battericellene vil spre varme i alle retninger når de er helt nedsenket, og temperaturen på hvert punkt inne i battericellene er mer jevn (ca. 3 grader) sammenlignet med den for væskekjøleplatetypen.
c. Etter at battericellene er helt nedsenket, kan en høy grad av temperaturensartethet blant batteriene oppnås ved å kontrollere temperaturforskjellen mellom væskeinntaket og væskeutløpet.
d. Når battericellene er helt nedsenket i kjølevæsken, fylles de tomme områdene mellom battericellene med kjølevæsken og separeres med mellomrom. Ved termisk løping av en enkelt battericelle kan temperaturen raskt tas bort av kjølevæsken, den diffuse temperaturen isoleres av kjølevæsken og vil ikke danne termisk diffusjon. Elektrolytten som kastes ut på grunn av termisk løping vil også absorberes og slippes ut av kjølevæsken, og høytemperaturgassen som kastes ut fra battericellene vil bli isolert av kjølevæsken, og dermed forbedre batterisikkerheten.
Det er mange fordeler med væskekjøling med nedsenking, men utviklingen er ikke jevn:
a. Kjølevæsken må neddykke batteriene helt og ha god flyt og høy sikkerhet, så det er vanskelig å velge kjølevæske.
b. Det er et stort antall batterier i systemet, og det er vanskelig å designe strømningskanalene ved full nedsenking. Det er ofte sannsynlig at hjørner dukker opp, noe som resulterer i store temperaturforskjeller.
Nylig, gjennom dataundersøkelser og sammenligning av ulike kjølemetoder, er det funnet at kjøleprodukter av halvledertype kan festes direkte til overflaten av battericeller for bruk. Men på grunn av lav effekt og ulempe for storskalaapplikasjoner, brukes de for tiden hovedsakelig i små avfuktere, vanndispensere og andre produkter.
Som nevnt ovenfor, angående den nylige utviklingen av termisk styringsteknologi, er intelligent termisk styring i det lange løp den ultimate retningen for termisk batteristyring. Gjennom intelligent termisk styring kan det optimale arbeidstemperaturmiljøet til batterier opprettholdes med minimalt energiforbruk i størst grad.
Intelligent termisk styring er en omfattende balanse som tar hensyn til eksterne miljøfaktorer som temperatur, fuktighet, vindhastighet, belysning, geotermisk varme, samt interne komponenter som batterier, elektriske komponenter, kabler og termisk styring. Den integrerer forutsigelsen av det ytre miljøet for å forutse på forhånd om oppvarming eller kjøling er nødvendig og den tilsvarende kraften. Dette sikrer at systemets batterier har et optimalt temperaturmiljø og svinger innenfor et relativt lite område.
4.Sikkerhetssystem
Batterisikkerhetssystemet er bunnlinjen i systemet.
For tiden er perfluorheksanon brannsikringssystemet hovedstrømmen i industrien, og noen produsenter bruker aerosoler osv. Hovedforskjellen ligger i midlene, noe som fører til endringer i brannvernet, mens andre deteksjoner og alarmer er ganske like.
For tiden er brannbeskyttelse av gasstype eller gasslignende middel som perfluorheksanon og aerosol hovedsakelig avhengig av middelkonsentrasjonen for brannbeskyttelse. Når gasskonsentrasjonen avtar over tid, har batteripakken fortsatt risiko for gjentenning.
Derfor bruker noen energilagringsbedrifter for øyeblikket flytende brannbeskyttelse med full nedsenking.
Grunnprinsippet er: ved å senke battericellene helt ned i batteripakken med et flytende medium, omgir det flytende mediet cellene fullstendig, raskt redusere temperaturen generert etter cellesvikten, isolere de brennbare høytemperatur- og høytrykksgassene som genereres etter svikt gjennom væskemediet, og elektrolytten som kastes ut etter cellesvikt kan absorberes og føres bort av væskemediet.
Imidlertid er deteksjonsdelen av sikkerhetssystemet til energilagringssystemet i industrien uavhengig av batteristyringssystemet. Vanligvis er en multi-i-ett-sonde som integrerer temperatur, gass, VOC osv. satt til en bestemt posisjon på batteripakken, med ekstremt begrenset nøyaktighet, for ikke å snakke om følsomhet.
I hele prosessen med å beskytte batterisikkerhet er det bare forskjellen mellom feil og ikke-feil, og mangler fullstendig høytemperaturstadiet før batterisvikt.
Derfor er det som bør gjøres først nå, og det mange virksomheter gjør, å koble sikkerhetsstyringssystemet med batteristyringssystemet. Tross alt overvåker batteristyringssystemet spenningen og temperaturen til hver celle i sanntid.
5. Intelligent integrert system
For tiden, i den nye energiindustrien, spesielt innen kraftfeltet, går intelligent utvikling raskt fremover. Denne artikkelen hevder at utviklingen av batterisystemer også må involvere den omfattende intelligensen til batteristyringssystemer, termiske styringssystemer og sikkerhetssystemer.
Sikkerhetssystemet bruker overvåkingsdataene til batteristyringssystemet og kombinerer det med de intelligente prediksjonsdataene til det termiske styringssystemet for å fullføre tidlig varsling, alarm og brannslukking før battericellene svikter, noe som minimerer tap. Blant dem, i høytemperaturstadiet før battericellene svikter, kan sikkerhetssystemet starte høyeffektkjølingen av termisk styring for å undertrykke feilreaksjonen til battericellene. I tillegg, gjennom stordataovervåking og sammenligning, kan forekomsttid og type batteriavvik forutsi på forhånd, og tilsvarende behandlingsmetoder kan lages så tidlig som mulig.