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特普生:电池储能集装箱热管理与温度传感器

特普生科技 特普生科技 2021-11-19 12 92

集装箱式电池储能系统,将锂离子电池、电池管理系统、交直流转换装置、热管理系统及消防系统等集成在标准集装箱内,具有集成度高、占地面积小、存储容量大、运输方便且易于安装等优点,是目前应用最广泛的储能技术之一。

电池储能集装箱热管理与温度传感器

集装箱式储能系统电池排布紧密且集装箱环境相对封闭,电池热量容易集聚导致温升过高,影响电池的寿命和使用性能。

一、热管理系统控制策略

储能系统温度控制策略包括空调控制和电池模块风扇控制。

电池储能集装箱热管理与温度传感器

空调控制由空调自身逻辑控制来实现,根据集装箱内部不同温度条件可分为制热模式和制冷模式,制热模式实现对电池低温下的控制和保护,制冷模式实现对电池温升的有效控制。

当集装箱内部温度低于12℃时,空调制热功能开启。当集装箱内部温度高于28℃时,空调制冷功能开启。电池模块风扇由电池管理系统控制,且每一个电池模块的风扇可独立控制运行。储能系统运行过程中,当电池管理系统检测某一电池模块温度高于33℃时,该电池模块风扇启动,至温度回差小于2℃时停止运行。该温控策略可以基于不同工况启动不同热管理控制模式,极大提升了热管理系统的温度控制能力,在实现热管理性能指标的前提下,有效降低了储能系统能耗。

二、实验验证

根据集装箱式储能系统热管理设计理论计算,完成对空调和电池模块风扇的选型设计。

其中储能系统典型工况下(1C)运行时,系统生热率计算为39kW,储能系统需要的空调最小制冷功率计算为24kW。故空调选用一体式工业空调(MC125HDNC1B,深圳产),空调制冷量12.5kW,加热功率6kW,风量2900m3/h。电池模组风扇选用额定功率9.6W、风量为209m3/h的轴流风扇(Y-Y12038H24B)。

集装箱式储能系统集成后在环境温度35℃下分别进行0.5C和1C充电测试,采用电池管理系统采集记录各电池模组内电池温度变化。

图6(a)显示,电池最低温度由24℃升至29℃,最高温度由29℃升至34℃,储能系统最大温差基本保持在5℃。

图6(b)显示,电池最低温度由24℃升至32℃,电池最高温度由30℃升至40℃,最大温差8℃。结果表明,该热管理设计可以保证储能系统在低倍率工况下,舱内环境温度维持在锂离子电池最佳工作范围内,且温度分布较为均匀;在1C下运行,电池工作环境温度保持在40℃以下,温差控制在8℃以内,从而提升集装箱式储能系统的运行稳定性和使用寿命。此外,热管理系统结构可以保证空调出风基本在封闭的空间内流动至电池模块内部,风量损失小,且能充分流过电池表面进行热交换,换热能效高。

电池储能集装箱热管理与温度传感器

三、为了解决集装箱式储能系统电池温升过高问题,研究人员利用热仿真技术进行了集装箱式电池储能系统热管理风道设计

电池储能集装箱热管理与温度传感器

电池储能集装箱热管理与温度传感器


四、电池储能集装箱热管理系统用到温度传感器

电池储能集装箱热管理与温度传感器

电池储能集装箱热管理系统,特别适合特普生温度传感器

电池储能集装箱热管理与温度传感器

电池储能集装箱热管理与温度传感器

“热管理对于集装箱式电池储能系统安全、可靠运行具有重要意义,但目前行业内对储能系统散热研究尚未形成统一的认识,如何保证集装箱内大量电池工作在合适的温度区间内且温度分布均匀,是热管理设计的最大难点。特普生一直与储能客户保持着畅通的合作关系,积累了丰富的方案经验。” 特普生曾老说。

特普生主营NTC芯片热敏电阻温度传感器温湿度模块气体传感器产品,特普生拥有发明专利5项,实用新型27项,保留不公开技术2项,是国内唯一拥有全尺寸全自动单端玻封机、单端热敏电阻测试机的温度传感器制造企业,特普生温度传感器,特别好的温度传感器。

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