Аккумуляторды ауамен салқындайтын чиллер — аккумулятор қауіпсіздігі, жұмыс сапасы мен қызмет ету мерзімі үшін оның температуралық режимін оптималды деңгейде ұстау үшін арналған арнайы құрылғы. Электромобильдердегі, энергия сақтау жүйелеріндегі және өнеркәсіптегі аккумуляторлық блоктар сияқты аккумуляторлар зарядталу мен разрядталу кезінде жылу бөлетін жүйелерге айналады, сондықтан артық жылу қауіпсіздікке қауіп тудырады. Аккумуляторды сумен салқындайтын чиллерлерде су айналымы болмайтындықтан, аккумуляторды ауамен салқындайтын чиллер орнату, техникалық қызмет көрсету және қоршаған ортаға бейімделу жағынан ерекше артықшылықтарға ие. Тиімді аккумулятор салқындатуға деген сұраныстың өсуі «Неліктен аккумуляторды ауамен салқындайтын чиллер ең жақсы нұсқа?» деген сұраққа жауап іздеуге ынталандырды
Энергетика және автомобиль саласындағы бизнес және инженерлер батареяны ауамен салқындайтын чиллердің негізгі артықшылықтарын түсіну арқылы пайда алады. Сумен салқындайтын чиллерлер мен табиғи конвекция жүйелерімен салыстырғанда, батареяны ауамен салқындайтын чиллер су жүйелерін қажет етпейді. Бұл оны тиімдірек және арзан етеді.
Аккумуляторлық ауамен салқындайтын чиллерлерге су құбырлары, сорғылар немесе суға қол жеткізу қажет емес. Бұл аккумуляторлар үшін маңызды болып табылатын сұйықтықтың саңылауларының пайда болу ықтималдығын минималдайды. Сулық саңылаулар ток қысқа тұйықталуын немесе аккумулятордың бүлінуін тудыруы мүмкін. Ауамен салқындайтын аккумуляторлық чиллерлер әртүрлі орталарда жұмыс істеуге қабілетті. Олар -10°C-тан 45°C-қа дейінгі қоршаған орта температурасында жұмыс істей алады. Бұл диапазонға қату температуралары кірмейді, сондықтан бұл чиллерлер желіден тыс энергия сақтау үшін судың болуы туралы қайғырыспайтын алыстағы аймақтарда сыртта жұмыс істеу үшін қолданылуы мүмкін. Басқа аккумуляторлық чиллерлермен салыстырғанда, бұл аккумуляторлық чиллерлердің техникалық қызмет көрсету қажеттілігі төмен. Оларда су фильтрация жүйелері немесе жылу алмастырғыштар болмайды және тек ауа мен желдеткіш фильтрлерін тексеру мен техникалық қызмет көрсету қажет болады. Бұл артықшылықтар аккумуляторлық ауамен салқындайтын чиллерлерді орнатуды әлдеқайда ықшамдайды және аккумуляторларды салқындату қолданбалары үшін құны тиімді болуын қамтамасыз етеді.
Аккумулятордың ауамен салқындайтын чиллері аккумуляторды салқындату жүйелерінің маңызды бөлігі болып табылады. Ол аккумулятордың өнімділігін оңтайлы деңгейде сақтау үшін температураны және көлемді реттейді. Нақтырақ айтқанда, ол қызып кетудің алдын алады. Салыстырмалы түрде жоғары температура аккумулятор жүйелерінің өнімділігін төмендетеді, әсіресе литий ионды аккумуляторлар 20°C мен 35°C аралығында ең жақсы жұмыс істейді.
Батареяның ауамен салқындатылатын шиллерлері батареяның сақтау сыйымдылығының төмендеуіне және жылулық серпілуге әкелетін қызып кетуді болдырмау үшін алдын ала белгіленген температура диапазонын сақтау үшін ақылды температураны бақылау мен реттелетін желдеткіш жылдамдықтарын қолданады. Екіншіден, ауамен салқындатылатын шиллерлер жылудың біркелкі таралуын қамтамасыз етеді. Табиғи конвекцияға қарама-қарсы, ол батарея пакетінде ыстық нүктелер қалдыруы мүмкін, ал ауамен салқындатылатын шиллерлер батареяның барлық ұяшықтарына біркелкі ауа ағынын береді. Бірде-бір батарея ұяшығы артық ыстықтан 'қызып кетуге' рұқсат етілмейді. Үшіншіден, ауамен салқындатылатын шиллерлер салқындату жүйесіндегі динамикалық өзгерістерді нығайтады. Электр көлігін тез зарядтау кезінде батарея жүктемесі тез өзгереді және ауамен салқындатылатын шиллерлер батарея шығаратын жылуды тепе-теңдікке келтіру үшін салқындату қуатын нақты уақытта автоматты түрде өзгертеді, осылайша артық немесе жеткіліксіз салқындатуды болдырмауға тырысады. Бұл динамикалық басқару тек батареяны потенциалды зақымдан сақтап қана қоймайды, сонымен қатар шиллердің энергия шығынын да минималді деңгейде ұстайды.
Қазір бірнеше сценарий бар, сонымен қатар батареяның ауамен салқындайтын чиллері икемділікті және сенімділікті сақтап отырады. Осы сценарийлердің біріншісі — электрлі көліктер (EV) және гибридті электрлі көліктер (HEV). Электрлі көліктерде жоғары жылдамдықпен қозғалған кезде немесе тез зарядтау кезінде тартылыс батареясын салқындату үшін батареяның ауамен салқындайтын чиллері қолданылады, бұл жұмыс істеу сапасының төмендеуін болдырмауға және батареяның қызмет ету мерзімін ұзартуға мүмкіндік береді.
Оның компактты конструкциясы оны автомобиль қозғалтқыш бөлігінің шектеулі кеңістігіне сәйкес келтіреді. Сонымен қатар ол стационарлық энергия сақтау жүйелері (ESS) үшін де өте қолайлы. Күн сәулесі немесе жел электр станцияларымен интеграцияланған ESS жиі сыртта жұмыс істейді, ал аккумуляторды ауамен салқындататын чиллер сыртқы ауа-райына бейімделіп, тұрақты, тұрақсыз немесе тербелмелі энергия кезеңдерінде аккумулятор жүйесін салқындатып, энергияны сақтау мен разрядтау үшін қажетті температураны ұстап тұрады. Үшіншісі — өнеркәсіптік аккумулятор қолданбалары үшін. Ауамен салқындатылатын аккумулятор чиллері вентильді көтергіштер, автоматтандырылған бағытталған көліктер (AGV) немесе өнеркәсіптік резервтік аккумуляторлар сияқты ауыр жұмыс режимдері кезінде үздіксіз салқындату қамтамасыз етеді және аккумулятордың қызып кетуінен болатын тоқтап қалу уақытын азайтады. Сонымен қатар ол кіші және орта көлемді аккумулятор сынақ зертханаларында қолданылады, мұнда аккумулятордың жұмыс жағдайларын модельдеу және оның өнімділігін нақты әлемдегі жағдайларда тексеру үшін дәл температураны реттеу қажет, себебі аккумулятордың өнімділігін дәл модельдеу үшін температураны өте дәл басқару керек.
Ескеру қажет негізгі факторлар...
Жеткілікті салқындату қажеттіліктерін теңдестіру үшін бірнеше маңызды нәрсені ескеру керек. Бастау үшін, батареяны ауамен салқындататын чиллердің (кВт) салқындату сыйымдылығы немесе салқындату қуаты — бұл өлшем бірлігі, батарея жүйесінің жылу шығысына тең болуы тиіс. Төмен өлшемді және үлкен өлшемді болудың да теріс салдары бар екенін ескеріңіз.
Қажетті салқындату шараларын түсіну үшін батарея сыйымдылығы, зарядтау жылдамдығы және жұмыс жүктемесі негізінде батарея қанша жылу бөліп шығара алатынын есептеу керек. Сонымен қатар, кейбір жағдайларда салқындату жүйесінің туғызатын дыбыс ластануы маңызды болып табылады. Мысалы, деректер орталығының резервтік батареялары мен жолаушы электромобилдеріндегі ауамен салқындатылатын батарея чиллерлері дыбыс ластануын болдырмау үшін 60 дБ-ден төмен жұмыс істеуге арналып жасалған. Үшіншіден, экономикалық құны энергиялық тиімділікке байланысты. Ұзақ мерзімді құнды үнемдеу үшін чиллердің энергия үнемдеуін көрсететін жоғары Энергия Тиімділік Коэффициенті (EER) және/немесе Маусымдық Энергия Тиімділік Коэффициенті (SEER) көрсеткіштері бар ауамен салқындатылатын батарея чиллері қажет болады. Сонымен қатар, ауамен салқындатылатын батарея чиллерлерінің батарея басқару жүйелерімен (BMS) байланысы қажет болады. Бұл байланыс BMS-ке айнымалы температураны басқаруға мүмкіндік береді, бұл BMS-тің шығаратын жылу туралы нақты уақыттағы деректерді чиллерге жіберуі арқылы салқындатудың күші автоматты түрде реттелетін пайдалы функция болып табылады.
Батареяның ауамен салқындайтын чиллері сумен салқындайтын чиллерге қарағанда аз тиімді деген бірінші мифтен бастайық. Жылу алмасудың жоғары тиімділігіне байланысты судың жақсы салқындатқыш болатыны туралы кең таралған пікір бар. Дегенмен, әсіресе кіші және орта көлемді батареялық жүйелер үшін батареяның ауамен салқындайтын чиллерінің тиімділігі мүлде жеткілікті. Сонымен қатар, су насосын істетпейтін болсақ, энергия үнемделеді және бұл жылу алмасу тиімділігіндегі шағын айырмашылықты теңестіреді. Екінші миф – «батареяның ауамен салқындайтын чиллері жоғары температуралық ортада жұмыс істей алмайды». Қазіргі заманғы батареяның ауамен салқындайтын чиллерлері ыстық климатқа сәйкес келетін 45°C температурада жұмыс істеуге арналған температураға төзімді бөлшектер мен айнымалы жылдамдықты желдеткіштерден тұрады. Үшінші миф – «батареяның ауамен салқындайтын чиллері шаң мен ластануға бейім». Ауамен салқындайтын жүйелер ауаны сүзетіні рас, бірақ көбінесе батареяның ауамен салқындайтын чиллерлерінде шаңнан қорғайтын және жууға болатын ауа сүзгілері бар және әрбір 1-3 ай сайын сүзгілерді тазалау жұмыс өнімділігін сақтау үшін жеткілікті.
Төртінші миф: «Аккумулятордың ауамен салқындатылатын чиллері басқа нұсқаларға қарағанда қымбат». Шындығында, толық иемдену құнын (TCO) есепке ала отырып, ұзақ мерзімді кезеңде, шамамен 5 – 10 жыл ішінде аккумулятордың ауамен салқындатылатын чиллерлері сумен салқындатылатын чиллерлерге қарағанда тиімдірек.
Қызықты жаңалықтар
EN
