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平高集团储能公司阮鹏:全域热管理设计与应用(上)

特普生科技 特普生科技 2023-09-09 12 190

——感谢平高集团储能公司阮鹏对“全域热管理设计与应用”的分享。特普生把部分适合的内容分享给大家。如涉及内容侵权,请与我们联系。

一、储能热管理重要性

锂电池储能市场规模日益增大

在"双碳"政策的推动下,电力结构得到了逐步的优化和调整,新能源发电装机的数量也在持续上升。这不仅带动了电力行业的创新发展,更促进了电化学储能市场的飞速进步。

根据CNESA全球储能项目库的最新统计,截至2022年底,全球范围内已经投入运营的锂离子电池储能项目的累计装机规模已经达到了惊人的43.14GW。而在这些数据中,中国的锂离子电池储能累计装机规模更是高达12.31GW,占据了全球市场的重要地位。

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预测到2025年,国内储能新增装机量或达103GWh,储能市场规模约为1242亿元。根据CNSEA的不完全统计,近十年全球储能安全事故发生60余起,截至今年4月底,全球已发生8起储能安全事故。


部分火灾事故原因分析


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温度对锂电池性能影响

充放电容量:低温下电解液凝固、阻抗增加,降低钾电池可充放电容量。

充放电效率:在低温或大温差环境下,鲤电池的充放电效率会显著下降。此外,温度过高或过低都会破坏电极材料,导致金属离子溶出,从而降低电池的循环寿命。令人惊讶的是,仅仅将电池工作环境提高15°C,其寿命就会缩短50%。

大倍率、长时储能对热管理提出更高的要求

电池产热由焦耳热和反应热组成,均受充放电倍率和工作时长影响:

· 倍率:倍率增大,放热速率明显升高

· 时长:工作时间越长,产热越多,易造V成累积热量越多。

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储能从备用转向主用,主动参与调频、调峰等,大容量、高倍率成发展趋势,带动电池系统产热量提升,温控需求扩大。

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二、全域热设计概念

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三、不同地域的被动隔热设计

地域气候差异性

保持储能集装箱内部温度的稳定和均匀是隔热系统的关键任务。我国地域广泛,不同地区的自然气候条件千变万化,因此对储能集装箱隔热系统的需求也各不相同。

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集装箱传热过程


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保温层厚度评估

稳态仿真:

夏季和冬季,集装箱内壁温度、集装箱外壁温度、集装箱漏热量

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保温层厚度评估

瞬态仿真,夏季和冬季日波动

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设计建议

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特普生,成立于2011年,是国家高新技术、专精特新企业。主要研制NTC芯片热敏电阻温度传感器储能线束储能CCS集成采集母排储能模组铝巴等温度采集产品系列。以服务为立足之本、以技术实现客户价值的特普生,竞争力优势明显:自主研制NTC芯片及热敏电阻,实现国内最小封装尺寸及最高温控精度;专利百项,保留不公开技术2项;为客户提供温度控制产品的一站式服务。

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