Val á orkugeymslulausnum
Sem stendur er orkugeymslutæknin með háan tæknilegan þroska og breiðan notkun dælt geymslu og rafefnafræðilegri geymslu. Rafefnafræðileg orkugeymsla notar aðallega litíum rafhlöðutækni. Miðað við þætti eins og hagkvæmni, öryggi, þjónustulíf og þroska iðnaðarins, eru litíum járnfosfat rafhlöður nú heppilegustu rafhlöðurnar fyrir orkugeymslu. Hitauppstreymisgeymsla aðstoðar tíðni reglugerð hefur miklar kröfur um afköst orkugeymslu rafhlöður, þar með talið einkenni með háum hraða, há klifurseinkenni, hratt svörunargetu, sterkt orkunýtingarhlutfall, öryggi með hátt hitastig og langan líftíma orkugeymslu tækni. Þess vegna er mælt með því að nota hitauppstreymisgeymslu samanlagða tíðni reglugerðarverkefna að nota litíum járnfosfat rafhlöður. Frá sjónarhóli atburðarásar notendageymslu notenda er einnig mælt með því að nota litíum járnfosfat rafhlöður út frá kröfum eins og hámarks rakun, svörun eftirspurnar og áreiðanleika aflgjafa.
Rafhlöðueldar eru aðallega af völdum hitauppstreymis rafhlöðunnar, sem er aðallega vegna innri skammhlaups. Helstu orsakir innri skammhlaups fela í sér vélrænni misnotkun, rafmagns misnotkun og hitauppstreymi. Leiðin til að takast á við hitauppstreymi er að tileinka sér góða hitauppstreymi.
Fljótandi kælitækni notar fljótandi konvekt hitaflutning til að fjarlægja hitann sem myndast við rafhlöðuna og draga úr hitastigi þess. Hægt er að forðast hættuna á fljótandi leka í fljótandi kælingu með burðarvirkri hönnun. Skilvirkni fljótandi kælingar er hærri en loftkæling og hitastigsmismunur á fljótandi kælingu er betri en loftkæling. Vökvahiti og flæðisstýring vökvakælingar er einfaldara en loftkælingin og líftími rafhlöðunnar með vökvakælingu er lengri. Miðað við heildarkostnaðinn hafa fljótandi kælikerfi fleiri kosti en loftkælikerfi. Á sama tíma eru öryggisvandamál í orkugeymsluvirkjum áberandi og smám saman er verið að stuðla að geymslukerfi með kælingu orku.
Fljótandi kælt litíum rafhlöðuorkugeymslukerfi
Litíum rafhlöðuorkugeymslukerfi samanstendur af rafhlöðuhólfinu og rafhólfinu. Rafhlöðuhólfið samanstendur af rafhlöðuþyrpingum, fljótandi kælikerfi, brunavarnarkerfi, combiner skápum, dreifikassa osfrv. Rafmagnsrýmið er samsett úr inverters (tölvum), spennum, stjórnskápum, aðaleiningum Ring, AC dreifingarskápum, loftræstingu osfrv. Þessi rannsókn veitir ítarlega lýsingu á hönnun og þróun rafhlöðuhólfsins, en lýsingin á rafhólfinu er sleppt. Allt hönnunarferlið við litíum rafhlöðuorkugeymslukerfi inniheldur rafhlöðupakka, rafhlöðu og rafhlöðuílát, eins og sýnt er á myndinni.
Orkugeymslukerfið notar EVE Energy Square ál skel litíum járnfosfat LF280K rafhlöðufrumur (3,2 V/280 AH). Serían samsíða tenging rafhlöðupakkans er 1p48s og hver rafhlöðupakki er með 48 LF280K rafhlöðufrumur með afkastagetu 43,008 kW · klst. Rafhlöðukerfið samanstendur af 8 rafhlöðuþyrpingum sem eru tengdir samhliða, þar sem hver þyrping samanstendur af 8 rafhlöðupakkningum sem eru tengdir í röð. Orkugeymslukerfið hefur afkastagetu 2,75 mW · klst. Og hlutfallsspenna 1228,8 V. Rafhlöðuhólf orkugeymslukerfisins er venjulegt 20 feta hátt ílát (6.058 mx 2.438 mx 2.896 m) með aðgerðum eins og vatnsþéttingu, einangrun, tæringarvarnir, eldvarnir, sandblokkun, áfallsviðnám. Verndunarstig þess er IP54. Til að koma í veg fyrir ofhleðslu og ofskynningu rafhlöður, ná hleðslu- og losunarstjórnun rafhlöður og tryggja stöðugan og áreiðanlega notkun rafhlöðukerfisins verður kerfið að vera búið með rafhlöðustjórnunarkerfi (BMS) og hlífðarbúnað verður að vera búinn liðum, aflrofar, öryggi o.s.frv.
Orkugeymsla hitauppstreymi
Hönnun hitastjórnunarkerfis
Fljótandi kælingu og hitunarstjórnunarkerfi samanstendur af fljótandi kælingarplötum, fljótandi kælingareiningum, vökvakælisleiðslum, háum og lágum spennubúnaði og kælivökva. Varðandi útgáfu fljótandi kælingarleka eru eftirfarandi ráðstafanir gerðar. Í fyrsta lagi samþykkir fljótandi kælingu samskeyti bifreiðar leka sönnun kælingarleiðslu skyndilínu, sem getur tryggt að hættan á vökvaleka sé lágmörkuð við notkun orkugeymslukerfisins. Í öðru lagi ætti að setja vökvastigskynjara í stækkunartankinn á fljótandi kælingareiningunni. Ef það er einhver leki mun fljótandi kælingareiningin hljóma viðvörun. Í þriðja lagi er verndarstig rafhlöðupakkningarinnar IP67, sem tryggir að engin áhrif hafi á kerfið ef um leka er að ræða. Vökvi kælingarplata rafhlöðupakkans er úr ál ál deyja og samþætt með aðgerðum grunn og fljótandi kælingarplötu. Vökvakælisplata og þéttingarhlífarplata eru tengd með núningshræringu suðu; Á sama tíma mun vökvakælisplata einnig fara í loftþéttni til að tryggja góða þéttingarárangur. Vökvakælisplata rafhlöðupakkans samþykkir „serpentine“ flæðisrás og kælivökvinn notar 50% vatn með massa og 50% etýlen glýkól eftir massa. Vökvakæliskerfið notar ákveðna hitauppstreymisstefnu til að kæla eða hita rafhlöðupakkann þegar kælivökvinn rennur í gegnum fljótandi kæliplötuna.
Fljótandi kælingareiningar eru með kælingu, upphitun og rakaferðaraðgerðir og stefna og vinnustaður hitastjórnunarkerfisins fyrir fljótandi kælingareiningar eru nátengdir. Í textanum vísar Tmax til hæsta hitastigs rafhlöðunnar; TVAG vísar til meðalhita rafhlöðunnar; TMIN vísar til lægsta hitastigs rafhlöðunnar.
Þegar Tmax er meiri en eða jafnt og 28 gráðu og TVAG meiri en eða jafnt og 25 gráðu, fer fljótandi kælingareiningin í kælishaminn, er kveikt á þjöppunni og háhitastigið og háþrýstingskælistiefni er útskrifað úr þjöppunni og fer inn í þéttingu fyrir þéttingu. Eftir að hafa losað hita og kælingu er það þrýst og þunglyndi í gegnum stækkunarventilinn og fer síðan inn í uppgufunarbúnaðinn til að skiptast á hita við kælivökva. Kælimiðillinn gleypir hita og gufar upp í uppgufunarbúnaðinum áður en hann flæðir aftur að soggátt þjöppunnar og lýkur kælihring. Á þessum tíma er ekki kveikt á vatnsdælu í vatnsbrautinni, PTC hitarinn er ekki kveiktur og kælivökvinn er kældur í plötunni uppgufu og fer inn í rafhlöðupakkann fljótandi kælingarplötu til að kæla rafhlöðuna og fjarlægja hitann og ná þar með þeim tilgangi að kæla rafhlöðuna. Þegar Tmax minna en eða jafnt og 25 gráðu og TVAG minna en eða jafnt og 22 gráðu, stöðvaðu kælingu.
Þegar TMIN minna en eða jafnt og 12 gráðu og TVAG minna en eða jafnt og 15 gráðu, fer fljótandi kælingareiningin í hitunarstillingu, slökkt er á þjöppunni, vatnsdæla og PTC hitari er kveikt á og kælivökvi er hitaður af PTC hitaranum og fer inn í kælingarplötu rafhlöðunnar til að hita rafhlöðuna. Þessi háttur er hentugur fyrir aðstæður þar sem rafhlöðuhitastigið er of lágt og þarf upphitun. Hættu að upphitunarstillingu þegar TMIN er meiri en eða jafnt og 20 gráðu og tvag meiri en eða jafnt og 23 gráðu.
Þegar inntakshitastigið er minna en eða jafnt og 12 gráðu, fer fljótandi kælingareiningin í sjálfrásarstillingu, þjöppu, viftu, PTC hitari og slökkt er á vatnsdælu, sem gerir kælivökva kleift að dreifa ítrekað í kælingarplötunni og einingunni, framkvæma hitann í rafhlöðupakkanum. Þegar rakastigið inni í gámnum er hærri en hitastig döggpunkta við samsvarandi hitastig, mun vökvakælingareiningin virkja afköstunarstillinguna.
Orkugeymsla brunavarnarkerfi
Brunavarnarkerfið notar hvern rafhlöðupakka sem lágmarksverndareiningu og samþykkir nýja slökkvibúnað tækni lausn af gas-fljótandi tveggja fasa atomized slökkviefni. Það notar sameiginlega sogskynjara, eldfiman gasskynjara og hitastig og reykskynjara til að fylgjast með og greina allan orkugeymslukassann í rauntíma. Meðal þeirra fylgist hvetjandi skynjari og verndar allan rafhlöðukassa klasans í einingum rafhlöðuþyrpinga, eldfiman gasskynjari fylgist með og verndar rafhlöðurnar og hitastig og reykskynjari fylgist með og verndar rafhólfið.
Þegar rafhlöðupakki upplifir hitauppstreymi eldsvoða finnur skynjari eldinn og opnar skipting stjórnunarloka rafhlöðuþyrpingarinnar. Á sama tíma eru eldsupplýsingarnar sendar til eldvarnarinnar sem hýsa í gegnum CAN strætó. Kveikt er á hljóðinu og léttu viðvöruninni, kveikt er á útblásturskerfinu og kúgunarhýsingin byrjar að framleiða. Slökkviefni er fluttur til tveggja fasa stút í gas-vökva í gegnum leiðsluna og skiptingarstýringarventilinn. Slökkviefnið er atomized í gegnum stútinn og síðan úðað inn í rafhlöðupakkann til að innleiða kælingu og slökkviaðgerðir.
Orkugeymsla eldvarnarhýsingin notar perfluorohexan sem aðal slökkviefni til að slökkva, bæla og koma í veg fyrir snemma eldsvoða í orkugeymsluskápnum. Þegar eldurinn er of mikill þarf að úða slökkviefni í langan tíma. Eftir að innbyggður perfluorohexane slökkviefni í hýsilinn er notaður upp mun kerfið sjálfkrafa bæta við eldsvatnið til að ná stöðugri úða til langs tíma, bæla eldreynslu og kæla rafhlöðuna.
Prófprófun
Vökvakældu gámageymslukerfið gengst undir 0. Í lok hleðslu er yfirborðshiti rafhlöðufrumna inni í rafhlöðupakkanum innan við 35 gráðu, með hitastigshækkun undir 10 gráðu. Í öllu hleðsluferlinu er lægsti hitastigið við eftirlitspunktinn 32,5 gráðu, og hæsti hitastigið er 34,8 gráðu, með hitamismun á minna en 2,3 gráðu, eins og sýnt er á mynd 2.. Frá tilraunaniðurstöðum á mynd 2 má sjá að hitastigshækkun vökvakældra gáma er mun minni en hitamismunur á loftkældum gámum. Almennt nær hitastigsmunur loftkældra gáma 5-8 gráðu, sem getur í raun stuðlað að hitastigssamkvæmni alls orkugeymslukerfisins og lengt rekstrarlíf kerfisins.
Niðurstaða
Verkefnið hannaði 20 feta fljótandi kældu gámageymslukerfi, þar með talið fræðileg hönnun kerfisins, hitastjórnunarhönnun, brunavarnarhönnun osfrv.
Notkun fljótandi kældra rafhlöðupakka í nýjum orkubifreiðum er mjög þroskuð og orkugeymslukerfið er kyrrstætt án þess að hætta sé á leka. Vökvakældu gámakerfið dregur úr hönnun innri loftleiða, samþykkir ytra viðhaldskerfi, útrýmir þörfinni fyrir innra ganginn og samþykkir stóra hönnun rafhlöðupakka til að hámarka orkuþéttleika. Hvað varðar heildarkostnað hefur vökvakældu gámageymslukerfið fleiri kosti. Það mikilvægasta fyrir orkugeymslukerfið er að tryggja öryggi þess og hönnun brunavarnarkerfisins skiptir sköpum. Kerfið samþykkir pakkningarstig eldvarna og stöðugt kúgunarkerfi af perfluorohexan og eldvarnarvörn til að tryggja öruggan rekstur kerfisins.