Dieser Artikel geht von den flüssigkeitsgekühlten industriellen und kommerziellen Energiespeicherschränken aus und beschreibt das Sicherheitskonzept der derzeit gängigen flüssigkeitsgekühlten industriellen und kommerzielle Energiespeichersysteme Schränke in Bezug auf kalte Flüssigkeitsplatten und andere Aspekte wie Flüssigluft-Energiespeicher.
1. Thermomanagement für industrielle und kommerzielle Energiespeicher
- Platte mit kalter Flüssigkeit
In Batteriesystemen werden Metallradiatoren, die mit indirektem Kontakt mit flüssiger Kühlflüssigkeit gefüllt sind, als Flüssigkeitskühlung bezeichnet. Flüssigkeitskühlplatten werden im Allgemeinen aus Metallplatten oder Metallrohren hergestellt, die aus Schleifwerkzeugen aus einer Aluminiumlegierung stranggepresst oder gestanzt und anschließend verschweißt und geformt werden.
- Anschluss für Wasserzulauf und -ablauf
Dies ist der Wasserein- und -auslass, der für die Zirkulation der flüssigkeitsgekühlten Arbeitsflüssigkeit verwendet wird. Er wird im Allgemeinen aus AL6061 hergestellt, bearbeitet und geformt und an die flüssigkeitsgekühlte Platte geschweißt.
- Wärmeleitfähigkeit
Bezieht sich auf die Wärmeleitfähigkeit der Flüssigkeitskühlplatte, die durch die Wärmeleitfähigkeit des Materials der Flüssigkeitskühlplatte bestimmt wird.
- Art des Schweißverfahrens
Es gibt drei Arten des Schweißens von Flüssigkühlplatten: Hartlöten, Rührreibschweißen und lötfreies Schweißen.
Das Hartlötverfahren ist beim traditionellen Schweißen von Automobilkühlern weit verbreitet. Dabei wird flüssiges Lot verwendet, um das unedle Metall zu benetzen, den Zwischenraum zu füllen und das unedle Metall gegenseitig zu diffundieren, um die Schweißteile zu verbinden. Der Vorteil des Schweißens ist, dass komplexe Strukturen geschweißt werden können und die Dicke der Schweißteile sehr dünn sein kann.
Beim Rührreibschweißen wird die durch die gegenseitige Bewegung und Reibung zwischen dem Schweißkopf und der Stirnfläche des Werkstücks erzeugte Wärme genutzt, um die Stirnfläche in einen thermoplastischen Zustand zu versetzen und die Schweißung abzuschließen. Dieses Schweißen setzt voraus, dass die Schweißnaht selbst eine ausreichende Festigkeit aufweist.
Auf der Grundlage des Hartlötens wird das werkstofffreie Löten entwickelt, wodurch die Dicke und das Gewicht der geschweißten Teile minimiert werden können. Hier sind Die 10 größten Hersteller von Flüssigkeitskühlungsprodukten in China.
2. die Ausführung der Kühlplatte
Die Energiespeicherkühlplatte verfügt über doppelte und einfache Kreisläufe, die unterschiedlichen Standards für die Anordnung der Fließkanäle entsprechen.
Die Anordnung der Fließkanäle des Doppelkreislaufs sollte den Abstand zwischen den Fließkanälen so gering wie möglich halten, um den Prozessbedingungen gerecht zu werden, und mehrere Zirkulationsschleifen einrichten, damit die Batterie gleichmäßiger erwärmt oder gekühlt wird und die Temperaturdifferenz gering ist.
Bei der Anordnung von Durchflusskanälen in einem Kreislauf sollte der Abstand zwischen den Durchflusskanälen unter Einhaltung der Prozessbedingungen so gering wie möglich gehalten werden, damit die Batterie beheizt oder gekühlt werden kann.
Gleichmäßiger. Alles in allem ist unabhängig von der Art der Konstruktion bei ausreichendem Platzangebot der doppelte Kreislauf vorzuziehen, da auf diese Weise Wärme und Kälte gleichzeitig vorhanden sind und der Temperaturunterschied verringert wird.
Der elektrische Hauptstromkreis des Energiespeichersystems verfügt in der Regel über einen dreistufigen Sicherungsmechanismus, d. h. eine DC-Sicherung für die Batteriepackschleife, eine DC-Sicherung für die Batterieclusterschleife und eine AC-Sicherung für das PCS. Versteckte Risiken, die durch elektrische Kurzschlussfehler verursacht werden, werden durch hierarchische Sicherungen minimiert.
3. Eckpunkte der Kühlplattengestaltung
- den gesamten Rahmen
Bei Metallheizkörpern, die mit einem Arbeitsmedium mit indirektem Kontakt gefüllt sind und in der Regel Lasten und Kräfte tragen müssen, wird eine rührreibgeschweißte Kühlplatte aus Aluminiumprofilen mit einer dickeren Struktur und höherer Festigkeit verwendet.
- Fließform
Die Besonderheit der Doppelkreislauf-Kühlplatte besteht darin, dass sich der Wasserein- und -auslass auf derselben Seite befinden. Im Allgemeinen kann so sichergestellt werden, dass die Wärmeaustauschfläche des Moduls gleichzeitig heiß und kalt ist, wodurch der Temperaturunterschied auf der Oberfläche der Kühlplatte verringert werden kann. Der Wassereinlass und -auslass des Einkreisers befinden sich auf beiden Seiten, und die Temperatur des einströmenden Wassers steigt allmählich an. Wenn es die Platzverhältnisse zulassen, sollte man der Zweikreisausführung den Vorzug geben.
- Kühlplattenkörper
Der Hauptkörper der Kühlplatte wird in Abschnitten aus stranggepressten Aluminiumprofilen geschnitten und mit Werkzeugmaschinen bearbeitet. Seine Funktion ist es, die heiße Oberfläche des Batteriekerns für den Wärmeaustausch zu kontaktieren. Gesamtdicke: 8~10mm Gesamtbreite: 3360mm Wandstärke der oberen und unteren Oberfläche: 15~2mm Teilungsdicke: 21,5mm
- Frontstecker
Die Einbauposition von Zweikreis-Stopfenarmaturen ist in der Regel auf der gleichen Seite, die Einbauposition von Einkreis-Stopfenarmaturen ist in der Regel an beiden Enden. Bei der Bemessung der Abstände zwischen den Armaturen sollten die Rohrleitung und der Einbauraum berücksichtigt werden.
- Hinterer Stecker
Die Zweikreis-Rückwand ist im Allgemeinen ein breiter und glatter Hohlraum, und das Kühlmedium fließt innerhalb des Aluminiumprofils, das durch Chlorlichtbogenschweißen blockiert und abgedichtet wird; die Einkreis-Rückwand ist ein Aluminiumprofil oder ein Aluminiumstopfen, der für das Rührreib- oder Chlorlichtbogenschweißen verwendet wird. Lichtbogenschweißen zur Abdichtung.
4. Anordnung und Einbau
Angenommen, das Layout ist ein Konstruktionsplan für einen Blechkasten eines bestimmten Automodells. Die Montagereihenfolge sieht vor, dass das Modul, das Wärmeleitpad, die Kühlplatte und der Kasten zusammengeschraubt und mit gemeinsamen Schrauben befestigt werden. Auf diese Weise wird die Kühlplatte stärker belastet und erfordert eine höhere Festigkeit.
Gleichzeitig muss bei der Konstruktion der Kühlplatte die Position der Schweißnaht die stark beanspruchte Position vermeiden und die Ebenheit der Kühlplatte kontrollieren (0,8~1 Industrieverarbeitungskapazität)
Das Layout ist ein Aluminiumkasten-Layout. Das Modul und die Kühlplatte werden am oberen bzw. unteren Teil des Kastens befestigt. Der Installationsbalken der Box ist in zwei Stufen unterteilt. Das Modul wird auf der ersten Stufe und die Kühlplatte auf der zweiten Stufe befestigt.
Das wärmeleitende Material befindet sich in der Mitte. Füllung, so dass die Kühlplatte nur dem Druck des Wärmepads nach unten ausgesetzt ist, während das Gewicht der Profilkühlplatte minimiert wird. Hier finden Sie weitere Informationen über thermische Energiespeicherung.
5. Sicherheitskonzept für das Wärmemanagement von Energiespeichern
- Aktive Sicherheit
Die aktive Sicherheit des Energiespeichersystems wird hauptsächlich durch das Management der Batteriezellen gewährleistet, um ein "Brennen" zu verhindern, bevor es zu einem Brand kommt. Durch die interne Kurzschlussdiagnose, die diskrete Analyse des Zelleninnenwiderstands und die Analyse der Zellenkonsistenz wird der Zellenstatus in Echtzeit ausgewertet, anormale Zellen werden umgehend gewarnt und die Sicherheit des Energiespeichersystems wird von passiv auf aktiv umgestellt.
- Passives Sicherheitskonzept
Die passive Sicherheit von Energiespeichersystemen beruht hauptsächlich auf verschiedenen Brandbekämpfungseinrichtungen, die Brände, die durch das thermische Durchgehen von Batteriezellen verursacht werden, sofort löschen und eine Verpuffung verhindern.
Durch die Einrichtung von Rauchsensoren, Temperatursensoren, Detektoren für brennbare Gase usw. kann ein hierarchischer Mechanismus zur Brandwarnung und -bekämpfung geschaffen werden.
Stellen Sie Druckentlastungsventile, Explosionsentlüftungen usw. auf Zellen-, Batteriepack- und Systemebene ein, um die Ansammlung brennbarer Gase zu verhindern, die zu einer weiteren Verpuffung führen könnten.
Wenn der sekundäre Feueralarm das Brandschutzsystem aktiviert, wird im Allgemeinen ein weiteres thermisches Durchgehen verhindert, indem Brandgas und eine große Menge Wasser freigesetzt werden. Einige Hersteller fügen auch Brandschutzkonfigurationen auf Packungsebene hinzu. Sie lassen sich in die folgenden Kategorien einteilen:
- Mehrstufige elektrische Absicherung
Der elektrische Hauptstromkreis des Energiespeichersystems verfügt in der Regel über einen dreistufigen Sicherungsmechanismus, d. h. eine DC-Sicherung der Batteriepackschleife, eine DC-Sicherung der Batterieclusterschleife und eine AC-Schleifensicherung des PCS. Versteckte Risiken, die durch elektrische Kurzschlussfehler verursacht werden, werden durch abgestufte Sicherungen minimiert.
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