Pembangunan mana-mana produk tidak boleh menyimpang daripada matlamat utama untuk mencapai prestasi kos yang lebih tinggi. Dalam proses itu, walaupun mungkin terdapat trend balas harga tinggi dengan pengalaman tinggi yang dibawa oleh penemuan teknologi, trend terakhir masih untuk mencapai prestasi kos tinggi dengan mempopularkan teknologi baharu.
Jadi, ke manakah hala tuju pembangunan teknologi produk simpanan tenaga?
Sistem storan tenaga terutamanya terdiri daripada empat komponen utama: bateri, sistem pengurusan bateri, sistem pengurusan haba dan sistem keselamatan. Seterusnya, mari kita bincangkan empat komponen utama ini:
1. Bateri
Telah dibincangkan sebelum ini dalam "Produk Penyimpanan Tenaga Generasi Seterusnya" dan "Pertikaian Mengenai Lima Laluan Spesifikasi Bateri Penyimpanan Tenaga" bahawa kapasiti kuasa kedua-dua produk sel storan tenaga elektrik dan produk sistem semakin "lebih besar adalah lebih baik" memandangkan pembangunan masa hadapan arah. Walau bagaimanapun, saiz produk bateri akhirnya terhad. Selepas kapasiti bateri mencapai tahap tertentu, usaha masih perlu dilakukan untuk membangunkan keselamatan intrinsik sel dan meningkatkan penggunaan prestasi sel.
Selain itu, adalah perlu untuk membezakan produk bateri mengikut senario aplikasi dalam pelbagai bidang yang dipecah bahagi dan kawasan tertentu, supaya dapat memenuhi keperluan aplikasi yang berbeza dengan lebih lengkap.
2. Sistem Pengurusan Bateri
Pada masa ini, sistem pengurusan bateri terutamanya terlibat dalam pemantauan voltan bateri, suhu, arus, dan sebagainya. Ia terutamanya memantau data yang telah berlaku dan menjalankan perlindungan mematikan kuasa dan operasi lain daripada anomali yang telah berlaku.
Apa yang kami harapkan daripada sistem pengurusan bateri ialah:
a. Ia boleh memantau keadaan bateri secara proaktif dan meramalkan keadaan bateri masa hadapan melalui data yang telah dijana pada masa lalu.
b. Sistem pengurusan bateri boleh digunakan untuk menggunakan sepenuhnya prestasi bateri sepanjang keseluruhan kitaran hayatnya dan melaraskan keadaan prestasi abnormal bateri secara bebas.
3. Sistem Pengurusan Terma
Sistem pengurusan haba bateri telah berkembang daripada penyejukan semula jadi awal kepada penyejukan udara paksa dan kepada bentuk plat sejuk cecair arus perdana semasa. Walau bagaimanapun, masih didapati ia tidak dapat menyediakan persekitaran suhu kerja yang memuaskan untuk bateri. Ini ditunjukkan terutamanya dalam suhu bateri yang tinggi (sekitar 37 darjah ), perbezaan suhu yang besar antara bateri (5 - 8 darjah ), dan medan suhu yang besar di dalam sel bateri (15 - 20 darjah ).
Industri ini juga sedang giat meneroka kaedah pengurusan haba jenis baharu. Baru-baru ini, kaedah penyejukan cecair tenggelam sepenuhnya yang digembar-gemburkan, seperti yang ditunjukkan dalam rajah, meletakkan sel bateri dalam tangki penyejuk cecair dan kemudian menyuntik cecair penyejuk ke dalam tangki untuk merendam sepenuhnya bateri, mencapai sentuhan berbilang arah dan berbilang sudut untuk haba pelesapan.
Kelebihan utama adalah seperti berikut:
a. Cecair penyejuk terus menyentuh sel bateri, mempunyai kecekapan pertukaran haba yang lebih tinggi berbanding dengan plat penyejuk cecair penyejukan tidak langsung, dan boleh menyejukkan atau memanaskan dengan cepat.
b. Sel bateri akan menghilangkan haba ke semua arah apabila direndam sepenuhnya, dan suhu pada setiap titik di dalam sel bateri adalah lebih seragam (kira-kira 3 darjah) berbanding dengan jenis plat penyejuk cecair.
c. Selepas sel bateri direndam sepenuhnya, tahap keseragaman suhu yang tinggi di antara bateri boleh dicapai dengan mengawal perbezaan suhu antara salur masuk cecair dan salur keluar cecair.
d. Apabila sel bateri direndam sepenuhnya dalam cecair penyejuk, kawasan kosong di antara sel bateri diisi dengan cecair penyejuk dan dipisahkan oleh jurang. Dalam kes pelarian haba bagi satu sel bateri, suhu boleh diambil dengan cepat oleh cecair penyejuk, suhu yang tersebar diasingkan oleh cecair penyejuk dan tidak akan membentuk resapan terma. Elektrolit yang dikeluarkan akibat pelarian haba juga akan diserap dan dilepaskan oleh cecair penyejuk, dan gas suhu tinggi yang dikeluarkan daripada sel bateri akan diasingkan oleh cecair penyejuk, sekali gus meningkatkan keselamatan bateri.
Terdapat banyak faedah penyejukan cecair jenis rendaman, tetapi perkembangannya tidak lancar:
a. Cecair penyejuk perlu merendam sepenuhnya bateri dan mempunyai kecairan yang baik dan keselamatan yang tinggi, jadi sukar untuk memilih cecair penyejuk.
b. Terdapat sejumlah besar bateri dalam sistem, dan sukar untuk mereka bentuk saluran aliran dalam kes rendaman penuh. Sudut selalunya mungkin muncul, mengakibatkan perbezaan suhu yang besar.
Baru-baru ini, melalui penyelidikan data dan perbandingan pelbagai kaedah penyejukan, didapati produk penyejukan jenis semikonduktor boleh dilekatkan terus pada permukaan sel bateri untuk digunakan. Walau bagaimanapun, disebabkan kuasa rendah dan kesulitan untuk aplikasi skala besar, ia digunakan terutamanya dalam penyahlembapan bersaiz kecil, dispenser air dan produk lain.
Seperti yang dinyatakan di atas, mengenai perkembangan terkini teknologi pengurusan haba, dalam jangka panjang, pengurusan haba pintar adalah hala tuju utama pengurusan haba bateri. Melalui pengurusan haba pintar, persekitaran suhu kerja optimum bateri boleh dikekalkan dengan penggunaan tenaga minimum ke tahap yang paling tinggi.
Pengurusan haba pintar ialah keseimbangan menyeluruh yang mengambil kira faktor persekitaran luaran seperti suhu, kelembapan, kelajuan angin, pencahayaan, haba geoterma, serta komponen dalaman seperti bateri, komponen elektrik, kabel dan pengurusan terma. Ia menyepadukan ramalan persekitaran luaran untuk menjangka terlebih dahulu sama ada pemanasan atau penyejukan diperlukan dan kuasa yang sepadan. Ini memastikan bahawa bateri sistem mempunyai persekitaran suhu yang optimum dan turun naik dalam julat yang agak kecil.
4.Sistem Keselamatan
Sistem keselamatan bateri adalah bahagian bawah sistem.
Pada masa ini, sistem perlindungan kebakaran perfluorohexanone adalah arus perdana dalam industri, dan sesetengah pengeluar menggunakan aerosol, dll. Perbezaan utama terletak pada ejen, yang membawa kepada perubahan dalam hos perlindungan kebakaran, manakala pengesanan dan penggera lain agak serupa.
Pada masa ini, jenis gas atau perlindungan kebakaran ejen seperti gas seperti perfluorohexanone dan aerosol bergantung terutamanya pada kepekatan ejen untuk perlindungan kebakaran. Apabila kepekatan gas berkurangan dari semasa ke semasa, pek bateri masih mempunyai risiko penyalaan semula.
Oleh itu, pada masa ini, beberapa perusahaan penyimpanan tenaga menggunakan perlindungan kebakaran rendaman penuh cecair.
Prinsip asasnya ialah: dengan merendam sepenuhnya sel bateri dalam pek bateri dengan medium cecair, medium cecair mengelilingi sel sepenuhnya, dengan cepat mengurangkan suhu yang dihasilkan selepas kegagalan sel, mengasingkan suhu tinggi yang mudah terbakar dan gas tekanan tinggi yang dihasilkan selepas kegagalan melalui medium cecair, dan elektrolit yang dikeluarkan selepas kegagalan sel boleh diserap dan dibawa pergi oleh medium cecair.
Walau bagaimanapun, pada masa ini, bahagian pengesanan sistem keselamatan sistem penyimpanan tenaga dalam industri adalah bebas daripada sistem pengurusan bateri. Secara amnya, suhu penyepaduan berbilang dalam satu, gas, VOC, dsb. ditetapkan pada kedudukan tertentu pek bateri, dengan ketepatan yang sangat terhad, apatah lagi sensitiviti.
Dalam keseluruhan proses melindungi keselamatan bateri, hanya terdapat perbezaan antara kegagalan dan tidak gagal, sama sekali tiada tahap suhu tinggi sebelum kegagalan bateri.
Oleh itu, apa yang perlu dilakukan terlebih dahulu pada masa ini, dan apa yang banyak perusahaan lakukan, adalah untuk menghubungkan sistem pengurusan keselamatan dengan sistem pengurusan bateri. Lagipun, sistem pengurusan bateri memantau voltan dan suhu setiap sel dalam masa nyata.
5. Sistem Bersepadu Pintar
Pada masa ini, dalam industri tenaga baharu, terutamanya dalam bidang kuasa, pembangunan pintar sedang berkembang pesat. Makalah ini berpendapat bahawa pembangunan sistem bateri juga mesti melibatkan kecerdasan komprehensif sistem pengurusan bateri, sistem pengurusan haba dan sistem keselamatan.
Sistem keselamatan menggunakan data pemantauan sistem pengurusan bateri dan menggabungkannya dengan data ramalan pintar sistem pengurusan haba untuk melengkapkan amaran awal, penggera dan memadam kebakaran sebelum sel bateri gagal, meminimumkan kerugian. Antaranya, dalam peringkat suhu tinggi sebelum sel bateri gagal, sistem keselamatan boleh memulakan penyejukan kuasa tinggi pengurusan haba untuk menyekat tindak balas kegagalan sel bateri. Di samping itu, melalui pemantauan dan perbandingan data besar, masa kejadian dan jenis keabnormalan bateri boleh diramalkan lebih awal, dan kaedah rawatan yang sepadan boleh dibuat seawal mungkin.