Í gríni má segja að á sviði hitastýringar orkugeymsla var fyrsta kynslóðin loftkæling, önnur kynslóðin og nú sú ríkjandi var vökvakæling með köldu plötum og vökvakæling í dýfingu var enn að reyna að verða þriðja kynslóðin. Skyndilega kom bein kæling fram og kom inn á markaðinn á háværan hátt og keppti um stöðu þriðju kynslóðar arftaka.
Orkugeymsluiðnaðurinn í Kína hefur farið í hraða þróun og stöðug tækninýjungar og samstilling margra tæknileiða eru ein af mikilvægum birtingarmyndum þessa tímabils.
Sérstaklega, eftir því sem orkugeymslufrumur þróast í átt að meiri afkastagetu, þróast kerfissamþætting í átt að stærri mælikvarða og meiri orkuþéttleika, og notkunarsviðsmyndir verða flóknari og fjölbreyttari, sem allar setja fram hærri kröfur um endingu, öryggi, kostnað og aðra þætti orkugeymslukerfi. Allt frá kerfissamþættingu til kjarnaíhluta, þar á meðal frumur, 3S, hitastýringu og brunavarnir, heldur tækniendurtekningu áfram.
Sem lykilhlekkur í orkugeymslukerfinu gegnir hitastýringarkerfið mikilvægu hlutverki í öryggi, skilvirkni og líftíma orkugeymslu. Sérstaklega með aukinni eftirspurn eftir forritum eins og langtímaorkugeymslu og háhraða orkugeymslu, hafa heildarframmistöðuvísar fyrir hitastýringaríhluti verið hækkaðir.
Frá fyrstu kynslóð loftkælingar, yfir í núverandi almenna kalda plötu vökvakælingu, til dýfingarvökvakælingar sem er að fá víðtæka athygli, hefur hitastýringartæknin verið margþætt á undanförnum árum til að hagræða stöðugt vandamálum eins og næmi rafhlöðunnar fyrir hiti og ójafn hitadreifing.
Í byrjun mánaðarins komu önnur stór tíðindi: CRRC Zhuzhou Institute, ásamt 14 iðnaðarkeðjufyrirtækjum, þar á meðal Invic, Hisense Network Energy, Tongfei Co., Ltd. og Midea, gaf út framtíðarmiðað 6,9MWh kerfi, þar sem hitastýringartengillinn notaði 12kW orkugeymslu með beinni kælingu í fyrsta skipti. Um leið og þessi frétt barst vöktu þær athygli iðnaðarins.
Bein kælitæknin, sem upphaflega var notuð á sviði nýrra orkutækja, hefur farið inn í orkugeymsluiðnaðinn með miklum látum. Það eru raddir um áberandi stuðning, sem og andmæli.
Bein kæling miðar að hitastýringu orkugeymslu 3.0?
Undanfarin tvö ár hefur uppsett afl endurnýjanlegrar orku á heimsvísu vaxið hratt. Samkvæmt árlegri markaðsskýrslu „Renewable Energy 2023“ sem Alþjóðaorkumálastofnunin gefur út, árið 2023 mun uppsett afl endurnýjanlegrar orku á heimsvísu aukast um 50% samanborið við 2022 og vöxtur uppsettrar afkastagetu hefur verið meiri en áður. 30 ár. Með hliðsjón af þessu hefur þróun orkugeymsluiðnaðarins leitt til sífellt víðtækara markaðssvæðis.
Á sama tíma eru kínversk orkugeymslufyrirtæki lent í hringiðu innri hringrásar. Til að brjótast út er tækni kjarna samkeppnishæfni, en mikið öryggi, lítill kostnaður og mikil afköst eru mikilvægustu þröskuldarnir fyrir uppfærslu orkugeymslutækni.
Sérstaklega með þróun stórra rafhlöðufrumna og aukinni samþættri aflþéttleika orkugeymslukerfa, hafa rafhlöðunýtni og hætta á hitauppstreymi orðið í brennidepli iðnaðarins. Meðal þeirra gegnir hitastýringarkerfið mikilvægu hlutverki.
Þegar horft er náið á framfarir í tækni til að stjórna hitastigi orkugeymslu var fyrsta kynslóð loftkælikerfisins einfalt, lágt í framleiðslukostnaði og auðvelt að setja upp; önnur kynslóð köldu plötuvökvakælingarinnar byrjaði að nota vökva sem varmaskiptamiðil, með mikla hitaflutningsgetu og mikla hitaskipti skilvirkni; og vökvakæling, sem er enn á fyrstu stigum þróunar, hefur þá kosti að koma í veg fyrir hitauppstreymi og mikla einsleitni hitastigs, en er föst í vandanum um háan kostnað og hefur ekki enn verið leyst.
Á tímum þegar iðnaðurinn er að þróast hratt og tæknin endurtekur sig hratt, endaði bein kæling skyndilega í háum gæðaflokki. Það er greint frá því að ofangreind 12kW orkugeymsla bein kælibúnaður samþykkir beina kælimiðilstækni, sem dregur úr hitaskiptatapi, gerir kerfið orkusparnað og dregur úr kostnaði; á sama tíma tekur það upp hönnun sem krefst ekki vatnsflæðis og hættan á leka er "núll". Einingin er minni að stærð og hefur minni hávaða og getur veitt meiri kæligetu í takmörkuðu rými, sem er í samræmi við þróunarþróunina um að auka orkuþéttleika orkugeymslukerfa og minnka tiltækt rými.
Sum birgðakeðjufyrirtæki sögðu að bein kælingu hitastýringartækni muni veita fleiri valkosti og leiðbeiningar fyrir þróun orkugeymsluiðnaðarins og búist er við að hún verði helsta þróunarstefnan á sviði hitastjórnunar orkugeymslu í framtíðinni.
Sum fyrirtæki hafa hreint út sagt að vegna þess að hitinn sem myndast af rafhlöðufrumunum er ekki nægilega samþjappaður og hitinn sem myndast á hverja flatarmálseiningu er ekki mjög mikill, þá er engin þörf á mikilli varmaflutningskælitækni eins og beinni kælingu til að leysa vandamálið. .
Hvað nákvæmlega er bein kæling? Samkvæmt opinberum upplýsingum er bein kæling lægstur kælihönnun sem krefst ekki vatnsflæðis, sem gerir kælimiðlinum kleift að kæla rafhlöðuna beint í gegnum flúor kalda plötuna og fjarlægja fljótt myndaðan hita með hitaskiptum.
Sem stendur er algengari hitastýringartæknin aðallega loftkæling og vökvakæling á köldum plötum og vökvakæling í dýfingu er enn á fyrstu stigum þróunar. Meðal fjögurra hitastýringartækninnar sem sýndar eru í töflunni hér að ofan, nema loftkæling, sem notar loft sem kælimiðil, er vökvakæling með köldu plötu, vökvakæling og bein kæling notuð vökvi.
Meðal þriggja fljótandi kælitækni notar aðeins dýfingarkæling bein snertingu með því að dýfa rafhlöðufrumunum beint í dýfingarvökvann án þess að hitaflutningstengi sé á milli. Vökvakæling kaldplötu og bein kæling nota bæði óbeina snertingu.
Frá sjónarhóli byggingarinnar eru bein kæling og köldu vökvakæling nokkuð svipuð. Innherjar í iðnaði sögðu að hefðbundin kaldplötu fljótandi kælitækni dreifi hita til botns rafhlöðunnar með því að setja kalt vatn inn í fljótandi kæliplötuna, en bein kæling kemur í stað vatnsins í kalda plötunni vökvakælingu með kælimiðli, sem síðan er notað til að kældu rafhlöðuna í gegnum flúorkalda plötu.
Hins vegar, þó að formin séu svipuð, eru hitaskiptareglur þessara tveggja tækni ekki nákvæmlega þær sömu.
Í beinni kælingu nýtast annars vegar hitamunur varmaskipti. Vegna þess að hitastig kælimiðilsins er tiltölulega lágt og kælimiðillinn sjálfur hefur tiltekna hitagetu miklu meiri en vatns, er hægt að ná fram meiri skilvirkni varmaskipta. Á hinn bóginn notar bein kæling einnig meginregluna um uppgufun hitaupptöku, gleypa nærliggjandi hita með því að breyta kælimiðlinum úr vökva í gas.
Í þessu sambandi útskýrðu sumir innherja í iðnaðinum að "há tenging rafhlöðukælikerfisins við loftræstikerfið jafngildir því að setja uppgufunartækið í loftræstikerfið beint inn í rafhlöðupakkann."
Það má sjá að hitamagnið sem hægt er að fjarlægja með beinni kælingu í þessari tvöföldu varmaskiptaaðferð er mun meira en kaldplötuvökvakæling sem byggir einfaldlega á hitaskipti. Frábær varmaskiptageta og heildarnýtni vélarinnar gera það að verkum að bein kæling virðist hafa umtalsvert markaðsrými á sviði orkugeymslu.
Reyndar hefur hugmyndin um að beita beinni kælingu hitastýringartækni á sviði orkugeymslu verið lögð fram í langan tíma, en tengdar vörur og forrit eru tiltölulega sjaldgæf, jafnvel í nýjum rannsóknarumsóknum. Ástæðan er sú að bein kælingartækni hefur enn mörg vandamál sem ekki hafa slegið í gegn.
Í kynningu á beinni kælingu hitastýringarvöru er öryggi oft sett á mjög áberandi stað. Það er greint frá því að þegar leki á sér stað mun kælimiðillinn sjálfkrafa gufa upp í gas, sem gerir hættuna á leka núll, og getur í raun forðast rafskammhlaup og hitauppstreymi af völdum leka á hefðbundnum kælimiðlum.
Það er athyglisvert að beina kælikerfið stendur frammi fyrir meiri þrýstingsstyrk. Annars vegar er þrýstingur flúors miklu meiri en vatns. Vatnsþrýstingurinn er aðeins nokkur kíló, en flúorþrýstingurinn er tugum kílóa hærri en það; á hinn bóginn nær uppgufunarþrýstingur kælimiðilsins almennt 3-4 andrúmslofti, en vinnuþrýstingur vökvakæliplötunnar er yfirleitt innan við 1,3 andrúmsloft.
Þess vegna mun bein kæling auka verulega kröfur um þrýstingsþol kaldplötunnar, samskeytisins og leiðslna. Til dæmis þola hefðbundnar nylonrör alls ekki slíkan þrýsting. Þrýstiþol beinkælingarplötunnar verður að vera að minnsta kosti 4 sinnum hærri en uppgufunarþrýstingurinn.
Að auki hefur bein kæling mun meiri kröfur til þéttingar á köldu plötunni en hefðbundin vökvakæling.
Allir þessir þættir munu gera birgðakeðjufyrirtækjum mjög erfitt fyrir að endurtaka tækni sína og kostnaður við hluta mun einnig aukast að sama skapi. Hvað varðar kerfisstýringu er bein kæling líka flóknari vegna þess að nauðsynlegt er að huga að flæðisdreifingu milli mismunandi PACKs, stjórnun uppgufunarhitastigs og hönnun kalda plöturennslisrásarinnar o.fl.
Með því að taka hönnun kælimiðilsstreymisstefnunnar í beinni kæliplötunni sem dæmi, verður rafhlöðupakkinn ekki aðeins að tryggja að rafhlöðufrumurnar virki við hæfilegt hitastig heldur einnig stjórna hitamuninum á milli mismunandi eininga. Almennt er nauðsynlegt að hitamunur rafhlöðunnar sé ekki meiri en 5 gráður. Þess vegna er sérstaklega mikilvægt að tryggja einsleitt hitastig rafhlöðunnar sjálfrar. Þess vegna eru erfiðleikar sem beina kælikerfið þarf að sigrast á að fínstilla flæðisstefnu kælimiðilsins í beinni kæliplötunni og bæta hitastig einsleitni rafgeymisins.
Það má sjá að enn eru mörg vandamál fyrir beinni kælingartækni til að vera raunverulega beitt á sviði orkugeymslu og það mun taka langan tíma að ná fram stórfelldri notkun.