Hlađeni zrakom rashladni uređaj za baterije je specijalizirana naprava koja osigurava hlađenje baterijskih sustava kako bi se postigla optimalna temperaturna izvedba u smislu sigurnosti, performansi i vijeka trajanja baterije. Budući da baterije, poput onih u električnim vozilima, sustavima za pohranu energije i industrijskim baterijskim paketima, tijekom punjenja i pražnjenja postaju izvor topline, prekomjerna toplina predstavlja sigurnosni rizik. Hlađeni zrakom rashladni uređaj za baterije nudi jedinstvene prednosti u pogledu instalacije, održavanja i prilagodbe okolišu, jer ne cirkulira vodu kao rashladni uređaji s vodenim hlađenjem. Porast potražnje za učinkovitim hlađenjem baterija zahtijevao je odgovor na pitanje: "Zašto je hlađeni zrakom rashladni uređaj za baterije najbolji izbor?"
Poslovni ljudi i inženjeri u energetskom i automobilskom sektoru imat će koristi od razumijevanja osnovnih prednosti rashladnog uređaja za baterije s hlađenjem zrakom. U usporedbi s rashladnim uređajima s vodenim hlađenjem i sustavima prirodne konvekcije, rashladni uređaj za baterije s hlađenjem zrakom ne zahtijeva vodene sustave. To ga čini jeftinijim i učinkovitijim.
Hladnjak baterije s hlađenjem zrakom ne zahtijeva cjevovode, crpke ili pristup vodi. To svodi na minimum mogućnost curenja, što je važno za baterije. Curenje vode može uzrokovati kratke spojeve ili uništiti bateriju. Hladnjaci baterija s hlađenjem zrakom mogu raditi u širokom rasponu okolišnih uvjeta. Mogu raditi pri temperaturama okoline od -10°C do 45°C. Budući da ovaj raspon ne uključuje smrzavanje, ovi hladnjaci mogu raditi napolju u udaljenim područjima gdje se ne morate brinuti o vodi te se mogu koristiti za pohranu energije izvan mreže. Ovi hladnjaci baterija zahtijevaju manje održavanja u usporedbi s drugim hladnjacima baterija. Nemaju sustave za filtriranje vode niti izmjenjivače topline i zahtijevat će samo provjere i održavanje filtera zraka i ventilatora. Ova prednost znatno pojednostavljuje instalaciju hladnjaka baterije s hlađenjem zrakom i čini ih ekonomičnima za primjenu u hlađenju baterija.
Hladnjak baterije s hlađenjem zrakom je važan dio sustava hlađenja baterije. Regulira temperaturu i volumen kako bi održao optimalnu performansu baterije. Posebno sprječava pregrijavanje. Relativno visoka temperatura smanjuje performanse baterijskih sustava, osobito litij-ionskih baterija koje najbolje rade između 20°C i 35°C.
Hladnjaci baterija s hlađenjem zrakom koriste pametno praćenje temperature i podešavanje brzine vrtnje ventilatora kako bi održali unaprijed postavljen raspon temperature i izbjegli pregrijavanje. Pregrijavanje uzrokuje smanjenje kapaciteta pohrane baterije te može dovesti do termičkog bijega. Drugo, hladnjaci baterija s hlađenjem zrakom osiguravaju ravnomjernu raspodjelu topline. Za razliku od prirodne konvekcije, koja može ostaviti vruće točke unutar paketa baterija, hladnjaci baterija s hlađenjem zrakom osiguravaju ravnomjeran protok zraka prema svim ćelijama baterije. Nijedna ćelija baterije ne smije se 'pregrijavati' zbog prekomjerne topline. Treće, hladnjaci baterija s hlađenjem zrakom omogućuju dinamične promjene u sustavu hlađenja. Tijekom brzog punjenja električnih vozila opterećenje baterije se brzo mijenja, a hladnjaci baterija s hlađenjem zrakom automatski mijenjaju kapacitet hlađenja u stvarnom vremenu kako bi uravnotežili toplinu koju baterija proizvodi, te tako izbjegli prekomjerno ili nedovoljno hlađenje. Ova dinamička regulacija ne štiti samo bateriju od potencijalnih oštećenja, već također minimizira potrošnju energije hladnjaka.
Postoji već više scenarija, a rashladna jedinica s hlađenjem baterije zrakom i dalje održava fleksibilnost i pouzdanost. Prvi od ovih scenarija su električna vozila (EV) i hibridna električna vozila (HEV). U električnim vozilima, rashladna jedinica s hlađenjem baterije zrakom hladi pogonsku bateriju tijekom vožnje na visokim brzinama ili tijekom brzog punjenja kako bi se spriječilo pogoršanje performansi i produžio vijek trajanja baterije.
Njegov kompaktni dizajn omogućuje da se smjesti u ograničene prostore motornih odjeljaka vozila. Također je savršen za stacionarne sustave za pohranu energije (ESS). ESS koji su integrirani s solarnim ili vjetroelektranama često rade vani, a rashladni uređaj za baterije s hlađenjem zrakom može se prilagoditi vremenskim uvjetima na otvorenom kako bi održavao hlađenje baterijskog sustava za pohranu i ispuštanje energije tijekom stabilnih, nestabilnih ili varijabilnih razdoblja energije. Treće, namijenjen je za industrijske primjene s baterijama. Rashladni uređaj za baterije s hlađenjem zrakom osigurava stalno hlađenje tijekom teških radnih operacija za konstrukcije poput viljuškara, automatski vođenih vozila (AGV) ili rezervnih industrijskih baterijskih paketa, te smanjuje vrijeme prostoja uzrokovano pregrijavanjem baterija. Nadalje, koristi se u laboratorijima za testiranje baterija malih do srednjih veličina, gdje je potrebno simulirati radne uvjete za bateriju i testirati njezinu učinkovitost kako bi se utvrdile stvarne situacije; upravljanje temperaturom mora biti precizno kako bi se točno kontrolirala temperatura za simulaciju stvarnih radnih uvjeta pri ispitivanju performansi baterija.
Čimbenici koje treba uzeti u obzir za…
Postoji nekoliko važnih stvari koje treba uzeti u obzir kako bi se osiguralo da su potrebe za hlađenjem uravnotežene. Prije svega, rashladni kapacitet ili snaga hlađenja najvažnija je značajka rashladne jedinice za baterije s zračnim hlađenjem (kW), što je mjerna jedinica, i trebao bi biti jednak toplinskom izlazu baterijskog sustava. Budite oprezni, preveliki i premali kapacitet imaju negativne posljedice.
Kako bi se razumjeli potrebni napori za hlađenje, potrebno je izračunati maksimalnu količinu topline koju baterija može proizvesti na temelju kapaciteta baterije, brzine punjenja i radnog opterećenja. Nadalje, u određenim slučajevima ključna je buka koju hladnjak proizvodi. Na primjer, zrakom hlađeni hladnjaci baterija u rezervnim baterijama za centre podataka i električnim vozilima za prijevoz putnika dizajnirani su tako da rade s manje od 60 dB kako bi se izbjegla buka. Treće, ekonomska cijena ovisi o energetskoj učinkovitosti. Kako bi se postigle dugoročne uštede, bit će potreban zrakom hlađeni hladnjak baterija koji nudi visok omjer energetske učinkovitosti (EER) i/ili sezonski omjer energetske učinkovitosti (SEER) kako bi pokazivao uštedu energije hladnjaka. Dodatno, potrebna je komunikacija između zrakom hlađenih hladnjaka baterija i sustava za upravljanje baterijama (BMS). Ova komunikacija omogućit će BMS-u koordinaciju varijabilne kontrole temperature, što će biti korisna značajka jer će BMS slati hladnjaku stvarne podatke o generiranju topline u realnom vremenu, čime će se automatski prilagoditi napor za hlađenje.
Razmotrimo prvi mit koji glasi: „hlađenje baterije zrakom je manje učinkovito od hlađenja vodom“. Postoji opće uvjerenje da je voda bolji rashladni sredstvo zbog svoje visoke učinkovitosti prijenosa topline. Međutim, za potrebe hlađenja baterija, posebno kod malih i srednjih sustava za baterije, učinkovitost rashladnog uređaja za baterije s hlađenjem zrakom više nego dovoljna. Osim toga, energija ušteđena time što se ne pokreću vodene pumpe nadoknađuje male razlike u učinkovitosti prijenosa topline. Drugi mit je: „uređaj za hlađenje baterije s hlađenjem zrakom ne može raditi u uvjetima visoke temperature“. Današnji rashladni uređaji za baterije s hlađenjem zrakom imaju dijelove otporne na visoke temperature, kao i ventilatore promjenjive brzine koji mogu raditi na temperaturama do 45°C, što je idealno za vruće okoline. Treći mit je: „uređaj za hlađenje baterije s hlađenjem zrakom sklon je nakupljanju prašine i otpadaka“. Iako je istina da sustavi s hlađenjem zrakom filtriraju zrak, većina rashladnih uređaja za baterije s hlađenjem zrakom ima prašinom nepropusne, peruše filtre, a redovito čišćenje filtera (svakih 1-3 mjeseca) dovoljno je za održavanje performansi.
Četiri mit kaže: „Hlađenje baterije zrakom je skuplje od drugih opcija.“ Istina je da su instalacija i održavanje rashladnih uređaja za baterije hlađenih zrakom jeftinije ako procijenite ukupne troškove vlasništva (TCO) na duge staze, što je otprilike 5 – 10 godina, rashladni uređaji za baterije hlađene zrakom su ekonomičniji od rashladnih uređaja hlađenih vodom.
Vruće vijesti
EN
