中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：在新能源儲(chǔ)能領(lǐng)域，熱管理系統(tǒng)正逐漸成為確保電池儲(chǔ)能系統(tǒng)安全、高效運(yùn)行不可或缺的一環(huán)。隨著風(fēng)電、光伏等可再生能源的大規(guī)模應(yīng)用，儲(chǔ)能系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性問(wèn)題愈發(fā)凸顯，而熱管理系統(tǒng)則在這一挑戰(zhàn)中扮演著至關(guān)重要的角色。儲(chǔ)能熱管理系統(tǒng)的主要功能有：電池的散熱、電池的預(yù)熱、溫度均衡、能源儲(chǔ)存與調(diào)度、熱能循環(huán)利用。
電池的散熱：在電池溫度較高時(shí)，儲(chǔ)能熱管理系統(tǒng)能有效地進(jìn)行散熱，防止電池產(chǎn)生熱失控事故。這是保障電池安全運(yùn)行的關(guān)鍵功能，能夠預(yù)防因電池過(guò)熱而引發(fā)的潛在危險(xiǎn)。
電池的預(yù)熱：在電池溫度較低時(shí)，系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行預(yù)熱，提升電池溫度。這確保了電池在低溫環(huán)境下仍能保持良好的充電、放電性能和安全性。預(yù)熱功能對(duì)于提高電池在寒冷環(huán)境下的使用效率至關(guān)重要。
溫度均衡：儲(chǔ)能熱管理系統(tǒng)能夠減小電池組內(nèi)的溫度差異，抑制局部熱區(qū)的形成。這有助于防止高溫位置處的電池過(guò)快衰減，從而延長(zhǎng)電池組整體的使用壽命。溫度均衡是保持電池性能一致性和延長(zhǎng)電池壽命的重要措施。
能源儲(chǔ)存與調(diào)度：儲(chǔ)能熱管理系統(tǒng)具備將電能轉(zhuǎn)化為熱能儲(chǔ)存起來(lái)，并在需要時(shí)釋放的能力。這不僅提高了電能的利用效率，還有效避免了因供需不平衡導(dǎo)致的能源浪費(fèi)。在能源領(lǐng)域，這一功能使得儲(chǔ)能熱管理系統(tǒng)成為確保能源穩(wěn)定供應(yīng)、平衡電網(wǎng)負(fù)荷以及優(yōu)化電力系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵要素。
熱能循環(huán)利用：在特定應(yīng)用場(chǎng)景中，如溫室暖通領(lǐng)域，儲(chǔ)能熱管理系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)熱能的循環(huán)利用，降低能源消耗。通過(guò)收集、儲(chǔ)存和利用余熱，系統(tǒng)可以保持溫室內(nèi)的恒溫狀態(tài)，滿足溫室的熱能需求，同時(shí)降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。
總的來(lái)講，儲(chǔ)能熱管理系統(tǒng)的核心功能和優(yōu)勢(shì)在于其精確的溫度控制能力和高效的能源利用方式。通過(guò)散熱、預(yù)熱、溫度均衡等措施，保障電池在各種環(huán)境下的安全性和性能穩(wěn)定性;通過(guò)能源儲(chǔ)存與調(diào)度以及熱能循環(huán)利用，提高能源利用效率，促進(jìn)可持續(xù)能源發(fā)展。
01 儲(chǔ)能熱管理系統(tǒng)技術(shù)路線
儲(chǔ)能熱管理系統(tǒng)采取了多種先進(jìn)的技術(shù)路線，按照熱管理模式有：被動(dòng)式熱管理、主動(dòng)式熱管理。按照采用不同的散熱技術(shù)有：風(fēng)冷技術(shù)、液冷技術(shù)、相變冷卻。針對(duì)這些技術(shù)路線都有哪些應(yīng)用場(chǎng)景和特點(diǎn)，下面我們來(lái)詳細(xì)說(shuō)明。
被動(dòng)式熱管理(Passive Thermal Management)，主要依賴自然對(duì)流和輻射進(jìn)行散熱。這種方法通過(guò)使用導(dǎo)熱性能出色的材料，來(lái)強(qiáng)化儲(chǔ)能系統(tǒng)的散熱效能。然而，由于其散熱效率相對(duì)較低，對(duì)于高功率的儲(chǔ)能系統(tǒng)而言，這種方式可能力不從心。
主動(dòng)式熱管理(Active Thermal Management)則是一種更為高效的散熱方法。它借助主動(dòng)散熱裝置，如風(fēng)扇、散熱器、冷卻劑等，來(lái)加速熱量的散發(fā)。這種方式能顯著提升儲(chǔ)能系統(tǒng)的散熱效率，確保其工作在適宜的溫度區(qū)間。但相應(yīng)地，它也需要更多的電力支持，并增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性和總體成本。
02 采用不同的散熱技術(shù)
風(fēng)冷技術(shù)：以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全可靠且易于實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)，在功率密度較小的集裝箱儲(chǔ)能系統(tǒng)和通信基站儲(chǔ)能系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。特別是當(dāng)儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)能量密度和空間的要求不如動(dòng)力電池系統(tǒng)那么嚴(yán)苛?xí)r，通過(guò)增加電池?cái)?shù)量來(lái)降低工作倍率和產(chǎn)熱率成為一種有效的策略。
液冷技術(shù)：利用水、乙醇、硅油等冷卻液，通過(guò)液冷板上的導(dǎo)流槽與電芯間接接觸來(lái)散熱。這種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于其高效制冷能力和占地面積的節(jié)省，非常適合未來(lái)大型儲(chǔ)能電站的需求。此外，由于減少了風(fēng)扇等機(jī)械部件，液冷系統(tǒng)的故障率更低，同時(shí)噪聲小、自耗電少，更為環(huán)境友好。
相變冷卻技術(shù)：利用相變材料在相變過(guò)程中吸收熱量的原理來(lái)進(jìn)行冷卻。這種技術(shù)具有優(yōu)異的熱傳導(dǎo)性能、高可重復(fù)使用性，以及體積小、重量輕的特點(diǎn)，非常適合高溫高密度的環(huán)境。然而，相變材料的使用壽命有限，其冷卻效果也會(huì)受到溫度和壓力的影響，同時(shí)需要依賴其他散熱系統(tǒng)如液冷或風(fēng)冷來(lái)導(dǎo)出吸收的熱量。
從上述內(nèi)容中我們不難看出，被動(dòng)式熱管理和主動(dòng)式熱管理這兩種主要的管理模式，它們各有優(yōu)勢(shì)，分別適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)景。對(duì)于風(fēng)冷技術(shù)、液冷技術(shù)和相變冷卻這三種主流的散熱技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，我們也有所了解。
隨著新能源儲(chǔ)能技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用需求的日益增長(zhǎng)，熱管理技術(shù)將面臨更多的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。未來(lái)，我們期待通過(guò)持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新和研發(fā)，進(jìn)一步優(yōu)化熱管理系統(tǒng)的性能和效率，為新能源儲(chǔ)能領(lǐng)域的發(fā)展提供更為強(qiáng)大的技術(shù)支持，共同推動(dòng)可持續(xù)能源的發(fā)展，助力全球能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。
