एनर्जी स्टोरेज लिक्विड कूलिंग सिस्टम स्कीम का डिज़ाइन कैसे है?

ऊर्जा भंडारण समाधानों का चयन

वर्तमान में, उच्च तकनीकी परिपक्वता और विस्तृत अनुप्रयोग के साथ ऊर्जा भंडारण प्रौद्योगिकियों को भंडारण और विद्युत रासायनिक ऊर्जा भंडारण पंप किया जाता है। इलेक्ट्रोकेमिकल एनर्जी स्टोरेज मुख्य रूप से लिथियम बैटरी तकनीक का उपयोग करता है। लागत-प्रभावशीलता, सुरक्षा, सेवा जीवन और उद्योग की परिपक्वता जैसे कारकों को ध्यान में रखते हुए, लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी वर्तमान में ऊर्जा भंडारण के लिए सबसे उपयुक्त बैटरी हैं। थर्मल पावर एनर्जी स्टोरेज असिस्टेड फ्रीक्वेंसी रेगुलेशन में ऊर्जा भंडारण बैटरी के प्रदर्शन के लिए उच्च आवश्यकताएं हैं, जिसमें उच्च दर विशेषताओं, उच्च चढ़ाई की विशेषताएं, तेजी से प्रतिक्रिया क्षमता, मजबूत ऊर्जा दक्षता अनुपात, उच्च तापमान सुरक्षा और ऊर्जा भंडारण प्रौद्योगिकी के लंबे जीवन शामिल हैं। इसलिए, थर्मल पावर एनर्जी स्टोरेज संयुक्त आवृत्ति विनियमन परियोजनाओं के लिए, लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी का उपयोग करने की सिफारिश की जाती है। उपयोगकर्ता साइड एनर्जी स्टोरेज एप्लिकेशन परिदृश्यों के दृष्टिकोण से, पीक शेविंग, डिमांड प्रतिक्रिया और बिजली की आपूर्ति विश्वसनीयता जैसी आवश्यकताओं के आधार पर लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी का उपयोग करने की भी सिफारिश की जाती है।

बैटरी की आग मुख्य रूप से बैटरी के थर्मल रनवे के कारण होती है, जो मुख्य रूप से आंतरिक लघु सर्किट के कारण होती है। आंतरिक लघु सर्किटों के मुख्य कारणों में यांत्रिक दुरुपयोग, विद्युत दुरुपयोग और थर्मल दुरुपयोग शामिल हैं। थर्मल दुरुपयोग से निपटने का तरीका अच्छा थर्मल प्रबंधन डिजाइन को अपनाना है।

तरल शीतलन तकनीक बैटरी द्वारा उत्पन्न गर्मी को हटाने और इसके तापमान को कम करने के लिए तरल संवहन गर्मी हस्तांतरण का उपयोग करती है। तरल शीतलन में तरल रिसाव के जोखिम को संरचनात्मक डिजाइन के माध्यम से बचा जा सकता है। तरल शीतलन की दक्षता हवा के शीतलन की तुलना में अधिक है, और तरल शीतलन का तापमान अंतर नियंत्रण हवा के शीतलन की तुलना में बेहतर है। तरल तापमान और तरल शीतलन का प्रवाह नियंत्रण हवा के शीतलन की तुलना में सरल है, और तरल शीतलन का उपयोग करके बैटरी जीवन लंबा है। समग्र लागत को ध्यान में रखते हुए, लिक्विड कूलिंग सिस्टम में एयर कूलिंग सिस्टम की तुलना में अधिक फायदे हैं। इसी समय, ऊर्जा भंडारण बिजली संयंत्रों में सुरक्षा के मुद्दे प्रमुख हैं, और तरल शीतलन ऊर्जा भंडारण प्रणालियों को धीरे -धीरे बढ़ावा और लागू किया जा रहा है।

तरल ठंडा लिथियम बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणाली

लिथियम बैटरी एनर्जी स्टोरेज सिस्टम में एक बैटरी डिब्बे और एक इलेक्ट्रिकल डिब्बे होते हैं। बैटरी डिब्बे बैटरी क्लस्टर, लिक्विड कूलिंग सिस्टम, फायर प्रोटेक्शन सिस्टम, कॉम्बिनेशन कैबिनेट्स, डिस्ट्रीब्यूशन बॉक्स आदि से बना है। विद्युत डिब्बे इनवर्टर (पीसी), ट्रांसफार्मर, ट्रांसफॉर्मर, कंट्रोल कैबिनेट, रिंग मेन यूनिट्स, एसी डिस्ट्रीब्यूशन कैबिनेट्स, एयर कंडीशनिंग, आदि से बना है। लिथियम बैटरी एनर्जी स्टोरेज सिस्टम की पूरी डिजाइन प्रक्रिया में बैटरी पैक, बैटरी रैक और बैटरी कंटेनर शामिल हैं, जैसा कि आंकड़े में दिखाया गया है।

ऊर्जा भंडारण प्रणाली ईव एनर्जी स्क्वायर एल्यूमीनियम शेल लिथियम आयरन फॉस्फेट LF280K बैटरी कोशिकाओं (3.2 V/280 AH) का उपयोग करती है। बैटरी पैक की श्रृंखला समानांतर कनेक्शन 1p48s है, और प्रत्येक बैटरी पैक में 43.008 kW · H की क्षमता के साथ 48 LF280K बैटरी कोशिकाएं होती हैं। बैटरी सिस्टम में समानांतर में जुड़े 8 बैटरी क्लस्टर होते हैं, जिसमें प्रत्येक क्लस्टर में श्रृंखला में जुड़े 8 बैटरी पैक होते हैं। ऊर्जा भंडारण प्रणाली में 2.75 मेगावाट · एच और 1228.8 वी की रेटेड वोल्टेज की क्षमता है। ऊर्जा भंडारण प्रणाली बैटरी डिब्बे एक मानक 20 फुट ऊंचा कंटेनर (6.058 एमएक्स 2.438 एमएक्स 2.896 मीटर) है, जैसे कि वॉटरप्रूफिंग, इंसुलेशन, इंसुलेशन, सोरोसियन प्रिवेंशन, फायर रिविडेशन, सैंड ब्लॉकिंग, सैंड ब्लॉकिंग, और यूवी जैसे कार्यों के साथ। इसका सुरक्षा स्तर IP54 है। बैटरी के ओवरचार्जिंग और ओवरडिजचार्जिंग को रोकने के लिए, बैटरी के चार्ज और डिस्चार्ज प्रबंधन को प्राप्त करने और बैटरी सिस्टम के स्थिर और विश्वसनीय संचालन सुनिश्चित करने के लिए, सिस्टम को बैटरी प्रबंधन प्रणाली (बीएमएस) से लैस किया जाना चाहिए, और सुरक्षात्मक हार्डवेयर को रिले, सर्किट ब्रेकर, फ़्यूज़, आदि से लैस होना चाहिए।

ऊर्जा भंडारण थर्मल प्रबंधन डिजाइन

थर्मल प्रबंधन तंत्र डिजाइन

तरल कूलिंग और हीटिंग मैनेजमेंट सिस्टम में लिक्विड कूलिंग प्लेट, लिक्विड कूलिंग यूनिट, लिक्विड कूलिंग पाइपलाइन, हाई और लो वोल्टेज वायरिंग हार्नेस और शीतलक शामिल हैं। तरल शीतलन रिसाव के मुद्दे के बारे में, निम्नलिखित उपाय किए जाते हैं। सबसे पहले, लिक्विड कूलिंग जॉइंट एक कार ग्रेड लीक प्रूफ कूलिंग पाइपलाइन क्विक प्लग संयुक्त को अपनाता है, जो यह सुनिश्चित कर सकता है कि ऊर्जा भंडारण प्रणाली के संचालन के दौरान तरल रिसाव का जोखिम कम से कम है। दूसरे, तरल कूलिंग यूनिट के विस्तार टैंक में एक तरल स्तर सेंसर स्थापित किया जाना चाहिए। यदि कोई रिसाव होता है, तो तरल कूलिंग यूनिट एक अलार्म लगेगी। तीसरा, बैटरी पैक डिजाइन का संरक्षण स्तर IP67 है, यह सुनिश्चित करता है कि रिसाव के मामले में सिस्टम पर कोई प्रभाव नहीं है। बैटरी पैक की तरल कूलिंग प्लेट एल्यूमीनियम मिश्र धातु डाई-कास्टिंग से बना है और आधार और तरल कूलिंग प्लेट के कार्यों के साथ एकीकृत है। तरल कूलिंग प्लेट और सीलिंग कवर प्लेट घर्षण हलचल वेल्डिंग द्वारा जुड़े हुए हैं; इसी समय, लिक्विड कूलिंग प्लेट भी अच्छे सीलिंग प्रदर्शन को सुनिश्चित करने के लिए एयरटाइटनेस परीक्षण से गुजरती है। बैटरी पैक लिक्विड कूलिंग प्लेट एक "सर्पेंटाइन" फ्लो चैनल को अपनाती है, और शीतलक द्रव्यमान द्वारा 50% पानी और द्रव्यमान द्वारा 50% एथिलीन ग्लाइकोल का उपयोग करता है। तरल कूलिंग सिस्टम एक निश्चित थर्मल प्रबंधन रणनीति का उपयोग करता है, जब कूलेंट तरल कूलिंग प्लेट के माध्यम से प्रवाहित होने पर बैटरी पैक को ठंडा या गर्म करने के लिए एक निश्चित थर्मल प्रबंधन रणनीति का उपयोग करता है।

लिक्विड कूलिंग इकाइयों में कूलिंग, हीटिंग और डीह्यूमिडिफिकेशन फ़ंक्शन होते हैं, और लिक्विड कूलिंग यूनिट्स के लिए थर्मल मैनेजमेंट सिस्टम की रणनीति और वर्किंग मोड निकट से संबंधित है। पाठ में, TMAX बैटरी के उच्चतम तापमान को संदर्भित करता है; TVAG बैटरी के औसत तापमान को संदर्भित करता है; Tmin बैटरी के सबसे कम तापमान को संदर्भित करता है।

जब टीएमएक्स 28 डिग्री से अधिक या बराबर या टीवीएजी से अधिक या 25 डिग्री के बराबर या उससे अधिक होता है, तो तरल कूलिंग यूनिट प्रशीतन मोड में प्रवेश करती है, कंप्रेसर चालू हो जाता है, और उच्च-तापमान और उच्च दबाव वाले रेफ्रिजरेंट को कंप्रेसर से छुट्टी दे दी जाती है और संघनक के लिए कंडेनसर में प्रवेश करती है। गर्मी और शीतलन को जारी करने के बाद, यह विस्तार वाल्व के माध्यम से थ्रॉटल और डिप्रेसुर हो जाता है, और फिर शीतलक के साथ गर्मी का आदान -प्रदान करने के लिए बाष्पीकरणकर्ता में प्रवेश करता है। सर्द गर्मी को अवशोषित करता है और बाष्पीकरणकर्ता में वाष्पित हो जाता है, जो एक प्रशीतन चक्र को पूरा करते हुए कंप्रेसर सक्शन पोर्ट पर वापस बहने से पहले होता है। इस समय, जलमार्ग में पानी का पंप चालू हो जाता है, पीटीसी हीटर चालू नहीं होता है, और शीतलक को प्लेट वाष्पीकरण में ठंडा किया जाता है और बैटरी को ठंडा करने और गर्मी को हटाने के लिए बैटरी पैक तरल कूलिंग प्लेट में प्रवेश करता है, जिससे बैटरी को ठंडा करने का उद्देश्य प्राप्त होता है। जब टीएमएक्स 25 डिग्री से कम या बराबर या टीवीएजी से कम या 22 डिग्री के बराबर, कूलिंग मोड को रोकें।

जब 12 डिग्री से कम या उसके बराबर या टीवीएजी 15 डिग्री से कम या उसके बराबर होता है, तो लिक्विड कूलिंग यूनिट हीटिंग मोड में प्रवेश करती है, कंप्रेसर बंद हो जाता है, पानी पंप और पीटीसी हीटर चालू हो जाता है, और कूलेंट को पीटीसी हीटर द्वारा गर्म किया जाता है और बैटरी को गर्म करने के लिए बैटरी कूलिंग प्लेट में प्रवेश करता है। यह मोड उन स्थितियों के लिए उपयुक्त है जहां बैटरी का तापमान बहुत कम है और हीटिंग की आवश्यकता होती है। हीटिंग मोड को रोकें जब 20 डिग्री से अधिक या बराबर tmin से अधिक या TVAG 23 डिग्री से अधिक या बराबर हो।

जब इनलेट का तापमान 12 डिग्री से कम या बराबर होता है, तो लिक्विड कूलिंग यूनिट सेल्फ सर्कुलेशन मोड में प्रवेश करती है, कंप्रेसर, फैन, पीटीसी हीटर को बंद कर दिया जाता है, और पानी के पंप को चालू कर दिया जाता है, जिससे कूलेंट को बैटरी कूलिंग प्लेट और यूनिट में बार -बार प्रसारित करने की अनुमति मिलती है, जिससे बैटरी पैक में गर्मी होती है। जब कंटेनर के अंदर की आर्द्रता इसी तापमान पर ओस बिंदु तापमान से अधिक होती है, तो तरल शीतलन इकाई dehumidification मोड को सक्रिय करेगी।

ऊर्जा भंडारण अग्निशमन तंत्र

अग्नि सुरक्षा प्रणाली प्रत्येक बैटरी पैक का उपयोग न्यूनतम सुरक्षा इकाई के रूप में करती है और गैस-तरल दो-चरण परमाणु आग बुझाने वाले एजेंट के एक नए अग्निशामक प्रौद्योगिकी समाधान को अपनाती है। यह संयुक्त रूप से सक्शन डिटेक्टरों, दहनशील गैस डिटेक्टरों, और तापमान और धूम्रपान डिटेक्टरों का उपयोग करता है ताकि वास्तविक समय में संपूर्ण ऊर्जा भंडारण बॉक्स की व्यापक निगरानी और पता लगाया जा सके। उनमें से, प्रेरणादायक डिटेक्टर मॉनिटर करता है और बैटरी क्लस्टर की इकाइयों में पूरे क्लस्टर बैटरी बॉक्स की रक्षा करता है, दहनशील गैस डिटेक्टर मॉनिटर करता है और बैटरी की सुरक्षा करता है, और तापमान और धूम्रपान डिटेक्टर मॉनिटर करता है और विद्युत डिब्बे की सुरक्षा करता है।

जब एक बैटरी पैक थर्मल रनवे फायर का अनुभव करता है, तो डिटेक्टर आग का पता लगाता है और बैटरी क्लस्टर के विभाजन नियंत्रण वाल्व को खोलता है। इसी समय, आग की जानकारी कैन बस के माध्यम से अग्नि दमन होस्ट में प्रेषित की जाती है। ध्वनि और प्रकाश अलार्म चालू है, निकास प्रणाली चालू है, और दमन होस्ट आउटपुट शुरू होता है। आग बुझाने वाले एजेंट को पाइपलाइन और विभाजन नियंत्रण वाल्व के माध्यम से गैस-तरल दो-चरण नोजल में ले जाया जाता है। आग बुझाने वाले एजेंट को नोजल के माध्यम से परमाणु किया जाता है और फिर शीतलन और आग बुझाने वाले कार्यों को लागू करने के लिए बैटरी पैक के इंटीरियर में स्प्रे किया जाता है।

एनर्जी स्टोरेज फायर दमन होस्ट एनर्जी स्टोरेज कैबिनेट में शुरुआती आग को बुझाने, दबाने और रोकने के लिए मुख्य आग बुझाने वाले एजेंट के रूप में पेरफ्लोरोहेक्सेन का उपयोग करता है। एक बार आग बहुत बड़ी हो जाती है, आग बुझाने वाले एजेंट को लंबे समय तक छिड़काव करने की आवश्यकता होती है। मेजबान में अंतर्निहित परफ्लुओरोहेक्सेन अग्निशामक एजेंट के बाद, सिस्टम का उपयोग किया जाता है, सिस्टम स्वचालित रूप से लंबे समय तक निरंतर छिड़काव को प्राप्त करने, आग के शासनकाल को दबाने और बैटरी को ठंडा करने के लिए आग हाइड्रेंट पानी को फिर से भर देगा।

परीक्षण सत्यापन

तरल कूल्ड कंटेनर एनर्जी स्टोरेज सिस्टम 25 डिग्री के परिवेश के तापमान पर 0। 5C चार्जिंग टेस्ट से गुजरता है, और BMS प्रत्येक बैटरी पैक के तापमान परिवर्तन को रिकॉर्ड करता है। चार्जिंग के अंत में, बैटरी पैक के अंदर बैटरी कोशिकाओं की सतह का तापमान 35 डिग्री से कम होता है, जिसमें 10 डिग्री से कम तापमान वृद्धि होती है। संपूर्ण चार्जिंग प्रक्रिया के दौरान, निगरानी बिंदु पर सबसे कम तापमान 32.5 डिग्री है, और उच्चतम तापमान 34.8 डिग्री है, जिसमें 2.3 डिग्री से कम का तापमान अंतर है, जैसा कि चित्र 2 में दिखाया गया है। चित्रा 2 में प्रयोगात्मक परिणामों से, यह देखा जा सकता है कि तरल ठंडा कंटेनरों का तापमान वृद्धि वायु-कूल्ड कंटेनरों के तापमान अंतर से बहुत कम है। आम तौर पर, एयर-कूल्ड कंटेनरों का तापमान अंतर 5-8 डिग्री तक पहुंचता है, जो पूरे ऊर्जा भंडारण प्रणाली के तापमान स्थिरता को प्रभावी ढंग से बढ़ावा दे सकता है और सिस्टम के परिचालन जीवन का विस्तार कर सकता है।

निष्कर्ष

परियोजना ने 20 फुट तरल कूल्ड कंटेनर एनर्जी स्टोरेज सिस्टम को डिज़ाइन किया, जिसमें सिस्टम सैद्धांतिक डिजाइन, थर्मल मैनेजमेंट डिज़ाइन, फायर प्रोटेक्शन डिज़ाइन आदि शामिल हैं।

नई ऊर्जा वाहनों में तरल कूल्ड बैटरी पैक का उपयोग बहुत परिपक्व है, और ऊर्जा भंडारण प्रणाली रिसाव के जोखिम के बिना स्थिर है। तरल कूल्ड कंटेनर सिस्टम आंतरिक वायु नलिकाओं के डिजाइन को कम करता है, एक बाहरी रखरखाव प्रणाली को अपनाता है, आंतरिक गलियारे की जगह की आवश्यकता को समाप्त करता है, और ऊर्जा घनत्व को अधिकतम करने के लिए एक बड़े बैटरी पैक डिजाइन को अपनाता है। समग्र लागत के संदर्भ में, तरल कूल्ड कंटेनर एनर्जी स्टोरेज सिस्टम के अधिक फायदे हैं। ऊर्जा भंडारण प्रणाली के लिए सबसे महत्वपूर्ण बात इसकी सुरक्षा सुनिश्चित करना है, और अग्नि सुरक्षा प्रणाली का डिजाइन महत्वपूर्ण है। सिस्टम पैक लेवल फायर प्रोटेक्शन और सिस्टम के सुरक्षित संचालन को सुनिश्चित करने के लिए पेरफ्लोरोहेक्सेन और वाटर फायर प्रोटेक्शन की एक निरंतर दमन योजना को अपनाता है।