熱管理解決方案

熱管理解決方案

為BESS機櫃提供完整的熱管理解決方案,包括風冷、液冷及混合冷卻系統。我們設計並整合冷卻系統,以維持電池的最佳溫度,從而實現效能、安全性和迴圈壽命的最大化。

防護等級:IP55/IP65

透過 UL 9540A 認證

-40°C 至 +55°C

1-5 兆瓦時容量

主要優勢

產品概述

領拓互聯的熱管理解決方案經過專門設計,可在-40°C至+55°C的環境條件下,將電池單體溫度精確維持在20°C至30°C之間,該效能已透過ISO 3834-2認證的製造工藝驗證。 製冷模式下的效能係數(COP)超過3.0,確保在石油天然氣、海上風電和採礦等高能耗應用領域實現高效執行。 額定功率為 10 kW 至 50 kW 的風冷機組採用符合 ASTM B209 標準的耐腐蝕鋁製換熱器,可實現 ±5°C 的溫度均勻性;而額定功率為 50 kW 至 200 kW 的液冷系統則採用符合 ASME 第 VIII 部分第 1 分部標準的釺焊板式換熱器,可提供 ±2°C 的精度。 針對極端環境,混合配置方案將兩種方法結合,可處理超過250 kW的熱負荷,並採用冗餘的N+1泵和風扇配置,確保在關鍵發電和石化設施中保持99.97%的執行時間。

製造標準與結構完整性

每臺熱管理單元均按EN 1090-2 EXC3執行等級的要求設計,以確保結構完整性;其焊接框架採用符合EN 10025-2標準的S355J2+N鋼製造。 液冷迴路採用不鏽鋼管道(ASTM A312 316L級),其軌道焊縫由經AWS D1.1認證的焊工進行驗證,確保在高達16巴的壓力下無洩漏執行。 變速壓縮機和電子換向 (EC) 風扇可將容量調節在 20% 至 100% 之間,實現部分負荷效率,與定速替代方案相比,每年可減少高達 35% 的能耗。 符合 IEC 60751 A 類標準、精度達 ±0.1°C 的溫度感測器向基於 PLC 的控制器提供實時反饋,該控制器會記錄資料以支援預測性維護計劃,並符合 ISO 50001 能源管理協議。所有機組均在蘇州工廠經過 100% 功能測試,包括在額定負荷和極端環境條件下進行的 72 小時老化測試。

供暖系統效能與寒冷氣候適應能力

整合於這些熱管理解決方案中的加熱系統支援在寒冷氣候下啟動,並在-40°C環境下持續執行。該系統採用具有自調節特性的PTC陶瓷加熱器,無需外部溫控器即可防止過熱。這些加熱器的額定功率為每模組5 kW至30 kW,工作電壓為380-480 VAC三相電源,冷啟動後的熱響應時間可控制在120秒以內。 加熱元件封裝在壓鑄鋁外殼中,符合IEC 60529標準的IP65防護等級,確保在多塵的採礦環境和含鹽的海上環境中都能可靠執行。加熱與冷卻迴路之間的熱膨脹補償迴路和介電隔離可防止電化學腐蝕,經ASTM D4728標準加速壽命測試驗證,其使用壽命超過100,000小時。 整個元件由經過有限元分析(FEA)驗證的結構支架支撐,可承受高達 5g RMS 的振動(符合 IEC 60068-2-64 標準),因此這些系統適用於船載和移動採礦裝置的安裝。

應用與行業

海上風電的冷卻效能

在海上風電場中,即使在北海環境中環境溫度波動於-20°C至+45°C之間,液冷系統仍能將電池儲能系統(BESS)的溫度維持在25°C設定值的±2°C範圍內。 根據德國北海變電站 18 個月的現場試驗資料,一個採用 150 kW 液體冷卻單元的典型 10 MW 海上風電場,其電池迴圈壽命比被動冷卻增加了 12%。 該系統設計符合DNV-GL-ST-0378海上集裝箱化裝置標準,其防腐塗層已透過ASTM B117標準的鹽霧試驗(3,000小時)。N+1冗餘泵配置可確保在維護週期內持續冷卻,並在50毫秒內自動進行故障轉移切換,從而防止容量超過5 MWh的鋰離子電池組發生熱失控事件。

石油和天然氣危險場所解決方案

在油氣上游作業中,混合型熱管理解決方案可調節遠端井口和管道壓縮機站內變頻驅動器(VFD)及電力電子裝置的溫度。該方案可在-40°C至+55°C的環境溫度下保持可靠執行,符合API 541標準對I類2區危險場所中電動機和發電機的要求。 額定功率為35 kW的空氣冷卻模組採用透過ATEX II 2G Ex d IIB T4認證的防爆風扇,並採用316L不鏽鋼製造,符合NACE MR0175/ISO 15156標準,可抵禦硫化氫(H2S)的侵蝕。 在近期為中東某天然氣處理廠實施的專案中,儘管環境溫度高達 52°C,變頻器接線盒溫度仍被控制在 85°C 以下,與以往基於空調的解決方案相比,計劃外停機時間減少了 40%。整合的加熱元件使裝置在 -40°C 的極地管道應用中具備冷啟動能力,當內部溫度降至 5°C 以下時會自動啟動。

採礦與礦物加工的耐久性

採礦和礦物加工作業得益於專為高振動和多塵環境設計的堅固耐用的熱管理解決方案。80 kW 液冷系統被應用於電動採礦剷車和自卸卡車上,在快速充放電迴圈過程中(此時產生的峰值熱負荷超過 120 kW),能將電池溫度維持在 ±2°C 範圍內。 冷卻迴路採用丙二醇/水混合液(體積比30%),可在-40°C環境下防止凍結,冷卻液流速為150 L/min,透過符合ASME B36.10M標準的2英寸Schedule 40鋼製管道輸送。 採用符合 ISO 4406 清潔度等級 18/16/13 標準的 50 微米和 10 微米雙級過濾,保護敏感元件免受磨蝕性粉塵侵入。在智利的一座銅礦中,24 個月的執行期間電池退化率降低了 25%,相當於每 2 MWh 電池組節省了 180,000 美元的更換成本。 N+1風扇冗餘設計確保即使單個風扇發生故障,系統仍能持續執行;每個風扇均透過相容SCADA的控制介面獨立供電並受監控。

為何選擇 領拓互聯 的熱管理解決方案

經認證的卓越製造與工程能力

領拓互聯位於蘇州的生產基地已獲得焊接質量ISO 3834-2認證、結構製造EN 1090-2 EXC3認證以及鋼材焊接工藝AWS D1.1認證,確保每套熱管理系統均符合國際安全與可靠性標準。 內部工程團隊利用 ANSYS Fluent 進行計算流體動力學(CFD)模擬,以最佳化氣流和冷卻液分佈,使液體系統的溫度均勻度達到 ±1.5°C,空氣系統達到 ±4°C,均優於 ±2°C 和 ±5°C 的規格要求。 我們根據具體的電池化學成分、放電速率及環境條件,提供詳細的熱負荷計算和系統選型報告,其效能保證均透過 TÜV Rheinland 認證實驗室的第三方測試驗證。每臺裝置均帶有唯一序列號,並可追溯至符合 EN 10204 3.1 標準的原材料證書,為採購工程師提供完整的檔案以滿足質量稽核和專案合規要求。

全球合規與專案支援

這些熱管理解決方案專為全球部署而設計,符合《機械指令》2006/42/EC和《低電壓指令》2014/35/EU的CE認證要求,並獲得UL 1995認證,適用於北美地區的安裝。 提供覆蓋 60 個月或 50,000 執行小時的延長保修選項,並配備備件庫存,確保在 48 小時內發貨關鍵元件,如壓縮機、風扇和控制板。 針對管理大型專案的EPC公司,我們提供由貴方團隊見證的工廠驗收測試(FAT),包括滿載熱效能測試、符合ISO 10816-3標準的振動分析,以及符合IEEE 43標準的絕緣電阻測試。專案管理團隊將配合您的進度安排,標準配置系統的交貨週期最短僅需12周,並提供緊急替換的加急選項。 此外,我們還提供現場除錯支援及操作員培訓計劃,內容涵蓋維護程式、故障診斷和遠端監控設定。

總體擁有成本與可靠性指標

這些熱管理系統的長期價值體現在:在10年的執行週期內,總擁有成本(TCO)降低了20%至30%,這得益於高效元件和簡化維護的模組化設計。 液體冷卻系統採用符合 AWS A5.8 標準的 316L 不鏽鋼板和銅釺焊釺焊板式換熱器,在抵抗乙二醇基冷卻液結垢的同時,實現了超過 5,000 W/m²K 的傳熱係數。 風冷機組採用帶鋁翅片的微通道冷凝器盤管,與傳統的翅片管設計相比,製冷劑充注量減少40%,同時保持AHRI 540認證的效能。 所有系統均支援透過 Modbus RTU 或 TCP/IP 協議進行遠端監控,可實現實時效能追蹤和預測性維護警報,從而將緊急維修呼叫減少 60%。自 2018 年以來,已在 30 個國家部署了 500 多套系統,根據 ISO 9001:2015 質量管理記錄顯示,其現場故障率仍低於每 10,000 執行小時 0.5%。

技術規格

引數規格
風冷10–50 千瓦
液冷50–200 千瓦
溫度範圍保持培養箱溫度在20-30°C
環境範圍-40°C 至 +55°C
一致性±2°C(液體),±5°C(空氣)
效率COP > 3.0(製冷模式)
thermal management

常見問題

在什麼情況下應該選擇液冷而非風冷?
在以下情況下應選擇液冷:環境溫度經常超過 40°C;C 率持續超過 0.5C;溫度均勻性要求為 ±3°C 或更嚴格;或者需要最大限度地提高能量密度。
製冷的寄生能耗是多少?
風冷:每年消耗電池容量的2%至4%。液冷:1.5%至3%。液冷系統更高的效率透過降低能耗,在一定程度上抵消了其較高的初始投資成本。
您是如何應對寒冷氣候下的供暖問題的?
在寒冷天氣下,PTC 加熱器或熱泵系統可將電池溫度維持在最低水平(通常高於 5°C)。在氣溫低於 -20°C 的氣候條件下,熱泵系統的能效是電阻加熱的 3 倍。
暖通空調系統中使用哪些製冷劑?
R410A(標準)、R32(全球變暖潛能值較低)或R290(丙烷,全球變暖潛能值最低)。具體選擇取決於當地法規和安全要求。所有系統均符合氟化氣體法規。
熱管理是如何控制的?
整合控制器可監測電芯溫度、環境條件及電池負載。PID 控制可調節製冷/制熱輸出。透過 Modbus 與 BMS 通訊以實現協同執行。
熱力系統需要進行哪些維護?
風冷系統:每6個月更換一次濾網,每年檢查一次風扇。水冷系統:每年檢查一次冷卻液,每半年檢查一次水泵,每5年更換一次冷卻液。

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