Qu'est-ce qu'un pack de stockage d'énergie par batterie refroidie par liquide ?

Dans le contexte actuel de développement rapide des nouvelles technologies d'énergie et de stockage d'énergie à l'échelle mondiale, les systèmes de stockage d'énergie par batterie deviennent progressivement un élément clé de la transformation de la structure énergétique.

Parmi les nombreuses technologies de stockage d'énergie, les packs de stockage d'énergie par batterie refroidis par liquide deviennent le choix courant pour les centrales électriques de stockage d'énergie à grande échelle, les systèmes de stockage d'énergie industriels et les applications hautes performances en raison de leur haute sécurité, de leur haute stabilité et de leur longue durée de vie. Alors, qu’est-ce qu’un pack de stockage d’énergie par batterie refroidi par liquide ? Quels sont ses avantages par rapport aux méthodes traditionnelles de stockage d’énergie refroidi par air ? Comment ça marche ? Cet article fournira une introduction complète aux packs de stockage d’énergie par batterie refroidis par liquide.

1. Concepts de base de Packs de stockage d'énergie par batterie refroidie par liquide

Un pack de stockage d'énergie par batterie refroidi par liquide est un dispositif de stockage d'énergie qui utilise la technologie de refroidissement liquide pour contrôler la température de la batterie. Il utilise des batteries au lithium (telles que des batteries au lithium fer phosphate) comme unité énergétique de base, intégrant et emballant plusieurs modules de batterie. Un liquide de refroidissement circule dans des canalisations pour éliminer uniformément la chaleur de la batterie, maintenant ainsi le fonctionnement de la batterie dans une plage de température stable et sûre.

Les grands systèmes de stockage d'énergie génèrent une chaleur importante pendant la charge et la décharge. Une température excessive peut accélérer la dégradation de la batterie, réduire son efficacité et même présenter des risques pour la sécurité. Les systèmes de refroidissement liquide, grâce à un échange thermique efficace, maintiennent la batterie dans sa plage de température de fonctionnement optimale, ce qui se traduit par un fonctionnement plus sûr, plus durable et plus performant.

Un pack de stockage d'énergie refroidi par liquide se compose généralement de quatre parties principales :
Module de batterie : Composé de plusieurs cellules connectées en série et en parallèle, c'est le noyau énergétique du pack de stockage.
Plaque/tuyau de refroidissement : le liquide de refroidissement circule dans la plaque de refroidissement, transférant la chaleur de la batterie par conduction thermique.
Système de gestion thermique : comprend une pompe à liquide de refroidissement, un échangeur de chaleur, des vannes et des capteurs de température, chargés de faire circuler le liquide et de contrôler la température et le débit.
Système de gestion de batterie (BMS) : surveille la tension, le courant et la température de la batterie en temps réel et fonctionne en conjonction avec le système de gestion thermique pour garantir un fonctionnement sûr de l'ensemble du système.
Ces structures travaillent en étroite collaboration pour former un système de contrôle de température stable et efficace.

Principe de fonctionnement des packs de stockage d'énergie refroidis par liquide
Le cœur d’un système de refroidissement liquide est la « gestion thermique de la circulation des liquides ». Son workflow est le suivant :
(1) La batterie génère de la chaleur pendant le fonctionnement ;
(2) La plaque de refroidissement liquide est fixée au module de batterie, conduisant la chaleur vers le liquide de refroidissement à travers le matériau métallique thermoconducteur ;
(3) Le liquide de refroidissement s'écoule sous l'entraînement d'une pompe, transportant la chaleur vers l'échangeur de chaleur ;
(4) L'échangeur de chaleur dissipe la chaleur (en l'échangeant avec de l'air ou le système de refroidissement) ;
(5) Le liquide refroidi retourne à la plaque de refroidissement liquide, démarrant un nouveau cycle.

Grâce à ce cycle continu, la température de la batterie est contrôlée avec précision dans une plage idéale, généralement comprise entre 20 ℃ et 35 ℃.

2. Avantages et caractéristiques du pack de stockage d'énergie par batterie refroidie par liquide

(1) Contrôle précis et uniforme de la température
Comparé aux systèmes refroidis par air présentant de grandes différences de température et une dissipation thermique inégale, le refroidissement liquide peut contrôler la différence de température de la batterie à moins de 3 ℃, réduisant considérablement le risque d'emballement thermique.

(2) Durée de vie et performances améliorées de la batterie
Une température stable ralentit efficacement le vieillissement de la batterie, augmentant sa durée de vie de 20 à 40 %, tout en améliorant également l'efficacité de charge et de décharge.

(3) Sécurité considérablement améliorée
Les systèmes de refroidissement liquide peuvent rapidement dissiper la chaleur lorsque la température de la batterie est anormale et fonctionner simultanément en conjonction avec le BMS pour la protection, ce qui les rend adaptés aux projets de stockage d'énergie à grande échelle.

(4) Prise en charge des applications à haute densité énergétique et à grande échelle
Le refroidissement liquide a de fortes capacités de dissipation thermique, prenant en charge le fonctionnement de systèmes de stockage d'énergie de plus grande puissance et à plus grande échelle, ce qui le rend particulièrement adapté aux scénarios d'intégration de stockage d'énergie industriel et commercial, d'écrêtage des pointes du réseau et d'intégration de stockage d'énergie photovoltaïque.

Domaines d'application des packs de stockage d'énergie refroidis par liquide
La technologie de refroidissement liquide pénètre rapidement dans divers scénarios de stockage d’énergie, notamment :
Centrales électriques de stockage d’énergie à grande échelle côté réseau (régulation de fréquence, écrêtage des pointes et remplissage des vallées)
Systèmes de stockage d'énergie commerciaux et industriels (réduction des coûts d'électricité et amélioration de la stabilité de l'alimentation électrique)
Systèmes intégrés de stockage d’énergie photovoltaïque et d’énergie éolienne
Alimentation de secours pour les centres de données et les stations de base de communication
Stations d'échange de batteries et bornes de recharge pour véhicules électriques.
Sa stabilité et sa haute sécurité en font un élément important de l’avenir énergétique numérique et intelligent.

Les packs de stockage d'énergie par batterie refroidis par liquide sont des produits de stockage d'énergie qui utilisent la circulation du liquide pour dissiper la chaleur, permettant ainsi un fonctionnement efficace, sûr et stable. Avec sa sécurité élevée, sa longue durée de vie et ses performances élevées, il est en train de devenir l'une des solutions de stockage d'énergie les plus importantes dans la nouvelle industrie énergétique.

3. Pourquoi de plus en plus de fabricants choisissent-ils des solutions de stockage d’énergie refroidies par liquide ?

Avec la croissance rapide du nouveau secteur de l'énergie et l'expansion continue des scénarios d'application de stockage d'énergie, la sécurité des batteries, l'efficacité du système et la durée de vie sont progressivement devenues les principales préoccupations de l'industrie. En particulier dans les applications à haute puissance et à haute densité énergétique telles que les centrales électriques de stockage d'énergie à grande échelle, le stockage d'énergie industriel et commercial et l'intégration du stockage d'énergie photovoltaïque, les solutions traditionnelles de stockage d'énergie refroidies par air ne peuvent plus répondre à des exigences de performances plus élevées. En conséquence, les solutions de stockage d’énergie refroidies par liquide ont rapidement émergé et sont devenues le choix principal de nombreux fabricants d’équipements de stockage d’énergie. Alors pourquoi de plus en plus de fabricants choisissent-ils des solutions de stockage d’énergie refroidies par liquide ? Quelle est la logique industrielle et les moteurs technologiques derrière cela ?

(1) La criticité de la gestion thermique détermine la limite supérieure de sécurité du système de stockage d'énergie
Les batteries les plus couramment utilisées dans les centrales électriques de stockage d’énergie sont les batteries au lithium fer phosphate et les batteries au lithium ternaire. Ces deux types de batteries génèrent continuellement de la chaleur pendant la charge et la décharge. Si la chaleur ne peut pas être évacuée à temps, cela entraînera :
Augmentation continue de la température de la batterie
Résistance interne accrue
Déséquilibre dans les réactions chimiques
Durée de vie de la batterie raccourcie
Le plus dangereux, c'est qu'il peut provoquer un emballement thermique ou même un accident de sécurité.

Le refroidissement par air repose sur le flux d'air, mais l'air a une conductivité thermique extrêmement faible et une capacité de dissipation thermique limitée, en particulier dans les compartiments de stockage d'énergie dotés de batteries densément empilées, où la chaleur n'est pas facilement dissipée. Lorsque le système atteint le niveau du mégawatt, la pression sur la gestion thermique va se multiplier.

En revanche, le refroidissement liquide utilise du liquide de refroidissement pour entrer directement en contact avec les modules de batterie pour le transfert de chaleur, et le taux de dissipation thermique est des dizaines de fois plus rapide que celui de l'air. Par conséquent, de plus en plus de fabricants se rendent compte que la gestion thermique est devenue la bouée de sauvetage des systèmes de stockage d’énergie et que le refroidissement liquide est une solution plus efficace et plus fiable.

(2) Le refroidissement liquide rend les systèmes de stockage d’énergie à grande échelle plus sûrs
Le secteur du stockage d'énergie connaît une expansion rapide et les grandes centrales électriques sont fréquemment connectées au réseau, ce qui impose des exigences plus élevées en matière de sécurité. Les systèmes refroidis par air ont de faibles capacités d'égalisation de la température, ce qui entraîne souvent de grandes différences de température entre les modules et une surchauffe localisée. Pour le stockage d’énergie de grande capacité, il s’agit d’un risque potentiel pour la sécurité.
La technologie de refroidissement liquide offre les avantages suivants :
Différence de température plus petite : le refroidissement liquide peut contrôler de manière stable la différence de température des cellules dans une plage de 3 ℃, bien supérieure à la différence de température de 8 à 15 ℃ des systèmes refroidis par air. Une cohérence de température plus élevée entraîne une dégradation plus uniforme de la batterie et une sécurité accrue.
Réponse de contrôle de température plus rapide : lorsque la température de la batterie augmente anormalement, le refroidissement liquide peut rapidement éliminer la chaleur, empêchant ainsi l'accumulation de surchauffe localisée.
Prend en charge la surveillance complète de la sécurité du cycle de vie : le système de refroidissement liquide est lié au BMS (Battery Management System) pour réaliser : une surveillance de la température en temps réel, un ajustement automatique du débit de liquide de refroidissement et une alerte précoce en cas de panne. Ce sont toutes des capacités de contrôle précis de la température que les systèmes refroidis par air ne peuvent pas atteindre.

Par conséquent, la solution de refroidissement liquide, avec sa plus grande sécurité et sa meilleure uniformité de température, est naturellement devenue le choix privilégié pour les projets de stockage d’énergie à grande échelle.

(3) Durée de vie améliorée de la batterie et réduction des coûts du cycle de vie du stockage d'énergie
Les coûts des batteries représentent plus de 50 % du coût total d'un système de stockage d'énergie, et la durée de vie détermine directement la viabilité économique du système.

Problèmes liés aux solutions refroidies par air : de grandes différences de température entraînent une dégradation incohérente des cellules, entraînant des coûts de maintenance et de remplacement plus élevés. Avantages du refroidissement liquide : uniformité à haute température, rendant le taux de dégradation de chaque cellule plus cohérent, prolongeant la durée de vie de la batterie de 20 % à 40 %. Réduit les pannes prématurées du module de batterie, réduisant ainsi la difficulté et la fréquence de maintenance.

Lorsque l’échelle des systèmes de stockage d’énergie atteint le niveau du MWh ou du GWh, l’avantage en termes de coût apporté par l’allongement de la durée de vie est considérable. C'est pourquoi les fabricants sont plus disposés à utiliser la technologie de refroidissement liquide, qui a une durée de vie plus longue et des coûts ultérieurs inférieurs.

(4) Le refroidissement liquide est plus adapté aux systèmes de stockage d'énergie à haute densité énergétique et à haute puissance.
Avec la croissance de la demande de stockage d'énergie, divers dispositifs de stockage d'énergie évoluent vers « une taille plus petite et une capacité plus grande ».
Face à cette tendance, les systèmes refroidis par air montrent progressivement leurs défauts :
Conception de conduits d'air complexes
Difficulté à couvrir des espaces compacts avec un flux d'air
Dissipation thermique insuffisante lors d'une charge et d'une décharge à haute puissance
Les systèmes de refroidissement liquide sont parfaitement adaptés à cette direction de développement.
Le refroidissement liquide offre plusieurs avantages : échange thermique à haut rendement, faible encombrement, prise en charge d'une densité de puissance plus élevée et applicabilité à des scénarios à débit et courant élevés.

Par conséquent, le refroidissement liquide est plus avantageux pour des applications telles que le stockage d'énergie en conteneur, le stockage d'énergie monté en rack, le stockage d'énergie dans les centrales électriques et le stockage d'énergie pour les stations d'échange de batteries de véhicules électriques et les stations de recharge. Les fabricants choisissent les solutions de refroidissement liquide en grande partie pour s'aligner sur la tendance de développement « haute puissance, haute densité et haute intégration » dans les systèmes de stockage d'énergie.

(5) Les systèmes de refroidissement liquide sont plus intelligents et adaptés au développement futur du stockage d'énergie
Le secteur du stockage d’énergie évolue vers l’intelligence et la numérisation, et les systèmes de refroidissement liquide s’adaptent parfaitement à cette tendance.
L'ajout de capteurs de température, de capteurs de débit, de capteurs de pression et de modèles d'algorithmes aux solutions de refroidissement liquide permet au système de : Réguler automatiquement la vitesse de refroidissement, prédire intelligemment les changements de température, optimiser la consommation d'énergie et réaliser une surveillance et un diagnostic à distance.

Grâce à l'application de l'IA, de la gestion de l'état de la batterie (BHM) et des plateformes Big Data, les systèmes de refroidissement liquide peuvent réaliser : une alerte précoce en cas de panne, un ajustement automatique de la zone de température optimale, un calcul de courbe de durée de vie et des coûts d'exploitation optimaux. En revanche, les solutions refroidies par air ont du mal à parvenir à une gestion intelligente aussi raffinée ; par conséquent, la tendance vers l’intelligence accélère la popularisation des solutions de refroidissement liquide.

(6) Le coût des systèmes de refroidissement liquide diminue rapidement, abaissant ainsi la barrière à l'entrée dans l'industrie.
Au début, les solutions de refroidissement liquide étaient en effet plus coûteuses et structurellement plus complexes, de sorte que le refroidissement par air est devenu courant. Cependant, avec la maturité technologique et l’évolution de la chaîne d’approvisionnement, le coût des systèmes de refroidissement liquide a considérablement diminué :
Production standardisée de plaques de refroidissement liquide
Modularisation des systèmes de circulation de liquide de refroidissement
Intégration accrue des systèmes de contrôle
Économies d'échelle provoquées par l'expansion rapide de la demande dans le secteur du stockage d'énergie

Actuellement, l'écart de coût entre le refroidissement liquide et le refroidissement par air s'est considérablement réduit, tandis que les avantages en termes de performances deviennent de plus en plus évidents.

La logique de sélection des fabricants est devenue claire : une légère augmentation des coûts entraîne des retours en matière de sécurité et de durée de vie nettement plus élevés, ce qui en fait un choix très intéressant.

4. Comment une batterie refroidie par liquide permet-elle d'atteindre à la fois un rendement élevé et une sécurité élevée ?

Dans le contexte actuel de développement rapide du stockage de l'énergie et des nouvelles énergies, la sécurité et l'efficacité des systèmes de batteries sont devenues la priorité principale de l'industrie. Qu'il s'agisse de centrales électriques de stockage d'énergie à grande échelle côté réseau, de systèmes de stockage d'énergie industriels et commerciaux, de stations de recharge et d'échange de véhicules électriques et d'équipements énergétiques extérieurs, une batterie stable, efficace et fiable est essentielle. Les batteries refroidies par liquide ont rapidement émergé dans ce contexte, devenant la solution dominante de contrôle de la température du stockage d’énergie. Alors, comment exactement une batterie refroidie par liquide atteint-elle à la fois une efficacité et une sécurité élevées ?

(1) La valeur fondamentale d'une batterie refroidie par liquide : le contrôle de la température détermine les performances et la sécurité.
Les batteries génèrent une grande quantité de chaleur pendant la charge et la décharge. Si cette chaleur ne peut pas être dissipée à temps, elle réduira non seulement l'efficacité, mais peut également entraîner des risques pour la sécurité. Les données industrielles montrent que plus de 80 % des pannes de batterie sont liées à un emballement de la température, tandis que les systèmes traditionnels refroidis par air, en raison de la faible conductivité thermique de l'air, sont incapables de répondre aux exigences de dissipation thermique des applications à haute densité énergétique.

Les batteries refroidies par liquide éliminent directement la chaleur de la batterie via le liquide de refroidissement en circulation, offrant des capacités d'échange thermique des dizaines de fois supérieures à celles des systèmes refroidis par air, maintenant ainsi une température de fonctionnement de la batterie stable et équilibrée. Cette capacité de contrôle de la température constitue la base pour parvenir à une « sécurité à haut rendement ».

(2) Comment la batterie refroidie par liquide parvient-elle à dissiper efficacement la chaleur ?
Le principe de conception du système de refroidissement liquide peut être résumé en quatre mots : transfert de chaleur rapide. Sa structure de base comprend :

Plaque de refroidissement liquide en contact étroit avec le module de batterie : Les canaux de refroidissement de la plaque de refroidissement liquide sont proches de la batterie, absorbant rapidement la chaleur grâce à la conductivité thermique élevée du matériau métallique.

La circulation du liquide de refroidissement élimine la chaleur : une pompe de circulation entraîne le flux de liquide de refroidissement, transférant la chaleur de la batterie à l'échangeur de chaleur.

Dissipation efficace de la chaleur grâce à l'échangeur de chaleur : L'échangeur de chaleur dissipe davantage la chaleur par l'air ou le liquide, permettant ainsi au liquide de refroidissement de refroidir à nouveau.

Système intelligent de contrôle de la température : les capteurs de température et le système de contrôle surveillent la température de la batterie en temps réel et ajustent automatiquement le débit et la vitesse du liquide de refroidissement. Grâce à ce mécanisme en boucle fermée « absorption de chaleur → transfert de chaleur → dissipation de chaleur → circulation », le système de refroidissement liquide garantit que la batterie fonctionne toujours dans sa plage de température optimale (généralement 20 à 35 ℃), garantissant ainsi des performances stables et fiables.

(3) Comment la technologie de refroidissement liquide améliore-t-elle l’efficacité de la batterie ?
L’amélioration de l’efficacité se reflète principalement dans trois aspects :
La stabilité améliorée de la température améliore l’efficacité de charge et de décharge. La vitesse de réaction chimique d’une batterie est directement liée à la température. Une température excessive entraîne des réactions trop rapides et une résistance interne accrue, tandis que des températures trop basses réduisent les performances de décharge. Le système de refroidissement liquide maintient la batterie dans sa plage de performances optimale, permettant une conversion d'énergie plus efficace.

Le refroidissement rapide évite les limitations de puissance. Dans les applications à forte puissance (telles que les décharges de pointe et les charges rapides), l'accumulation de chaleur limite la puissance de la batterie. Le système de refroidissement liquide peut rapidement dissiper la chaleur, permettant à la batterie de maintenir une puissance élevée en continu.

Une petite différence de température améliore la cohérence du système. Le système de refroidissement liquide peut contrôler la différence de température entre les cellules à 3 ℃ près, bien mieux que les 8 à 15 ℃ du refroidissement par air. Une meilleure cohérence se traduit par une efficacité globale du système plus élevée et une dégradation plus uniforme.

En résumé, les batteries refroidies par liquide maintiennent la batterie dans un état optimal, permettant une utilisation d'énergie plus élevée et des performances plus stables.

(4) Comment les batteries refroidies par liquide assurent-elles une sécurité accrue ?
Par rapport aux solutions refroidies par air, les solutions refroidies par liquide présentent des avantages significatifs en matière de sécurité. Les principales raisons incluent :

Contrôle plus précis de la température, réduisant le risque d’emballement thermique.
L'emballement thermique est souvent provoqué par des températures élevées localisées, tandis que les systèmes refroidis par liquide peuvent éliminer rapidement la chaleur localisée, empêchant ainsi l'accumulation de température.

Système complet de surveillance de la température.
Les systèmes refroidis par liquide comprennent généralement :
Capteurs de température multipoints
Surveillance de la température du liquide de refroidissement
Surveillance du débit et de la pression
Intégration profonde avec le BMS.
Ceux-ci permettent au système de fournir des alertes précoces en cas d'anomalies de température, permettant ainsi de prendre des mesures préventives avant qu'une panne ne se produise.

5. Comment entretenir un système de stockage d’énergie par batterie refroidi par liquide ?

Les systèmes de stockage d'énergie par batterie refroidie par liquide, avec leurs performances de contrôle de température efficaces, stables et sûres, sont devenus la technologie dominante dans les projets de stockage d'énergie à grande échelle, le stockage d'énergie industriel et commercial, le stockage d'énergie côté réseau et les systèmes de stockage d'énergie photovoltaïque intégrés. Cependant, même avec les excellentes capacités de dissipation thermique des systèmes refroidis par liquide, la maintenance quotidienne reste cruciale. Un bon entretien garantit non seulement un fonctionnement stable à long terme du système, mais prolonge également la durée de vie de la batterie, réduit les coûts d'exploitation et de maintenance et améliore la valeur globale des actifs de stockage d'énergie. Alors, comment entretenir correctement un système de stockage d’énergie par batterie refroidi par liquide ?

(1) Surveillance quotidienne : maintenir le système dans un état contrôlable
Le cœur du stockage d’énergie refroidi par liquide est le système de contrôle de la température. Il est donc nécessaire de maintenir une surveillance en temps réel des paramètres clés du système. Cela comprend principalement :
Surveillance de la température
Vérifiez régulièrement la température du module de batterie
Assurez-vous que la différence de température des cellules reste dans la plage autorisée (généralement ≤ 3 à 5 °C).
Vérifiez s'il y a un échauffement localisé ou des points chauds anormaux
La stabilité de la température est directement liée à la durée de vie et à la sécurité de la batterie et devrait constituer l’élément d’inspection quotidien le plus important.

Température, pression et débit du liquide de refroidissement
La différence de température dans le circuit d'alimentation en liquide de refroidissement est-elle normale ?
Le débit est-il stable ?
Y a-t-il des fluctuations anormales de pression ? Un débit insuffisant ou une faible pression peut être le signe d’un blocage de la canalisation, d’une fuite ou d’une panne de pompe.

Enregistrements d'alarmes du système
Vérifiez régulièrement les alarmes du BMS, de l'EMS et du contrôleur de refroidissement liquide.
Gérez rapidement les températures anormales, les alarmes de débit et les erreurs de capteur.
La détection et le traitement précoces grâce à la surveillance logicielle constituent la méthode de maintenance la plus efficace.

(2) Maintenance du système de refroidissement liquide : étapes clés pour garantir les performances de refroidissement
La maintenance des systèmes de stockage d'énergie refroidis par liquide se concentre sur les aspects suivants :
Entretien et remplacement du liquide de refroidissement
L'utilisation à long terme du liquide de refroidissement peut entraîner une dégradation, une contamination et des changements de concentration. Il faut donc :
Vérifiez régulièrement le niveau du liquide de refroidissement
Assurez-vous que la concentration et le rapport du liquide de refroidissement répondent aux exigences
Remplacez le liquide de refroidissement selon les recommandations du fabricant (généralement tous les 1 à 2 ans)
L’utilisation de liquides non conformes affectera l’efficacité des échanges thermiques et pourra même corroder les canalisations.

Vérifiez les fuites dans le système de refroidissement liquide. Les fuites dans le système de refroidissement liquide peuvent entraîner : Une diminution de l’efficacité du refroidissement ; Pompe au ralenti et risque potentiel de court-circuit. Des contrôles réguliers sont nécessaires pour remédier aux problèmes suivants : Connexions desserrées ; Fissures dans les canalisations vieillissantes ; Infiltration de liquide de refroidissement.

(3) Nettoyage et inspection de l’état de la plaque de refroidissement liquide. L'accumulation de tartre, les blocages ou un mauvais contact dans la plaque de refroidissement liquide affectent directement l'efficacité de la dissipation thermique. Vérifiez : les canaux d'écoulement du liquide de refroidissement dégagés ; Contact doux et serré avec le module de batterie ; Corrosion ou déformation.
Inspection de la pompe de circulation. La pompe de circulation est le composant d'alimentation principal du système de refroidissement liquide et nécessite une inspection régulière pour traiter : Le bruit anormal ; Débit et pression stables ; Vibrations et fuites. Réparez ou remplacez si nécessaire.

(4) Entretien du module de batterie : clé pour prolonger la durée de vie de la batterie. Bien que le système de refroidissement liquide réduise considérablement la dégradation de la batterie, la maintenance nécessaire du module reste essentielle.
Vérifiez la cohérence des cellules : différence de tension des cellules individuelles ; Cohérence de la température ; Tendance de résistance interne. Si la différence est trop importante, une égalisation doit être effectuée ou le module doit être remplacé. Nettoyage et dépoussiérage
Garder le compartiment de la batterie propre réduit la chaleur du système et les dommages causés par la poussière aux composants électroniques.
Inspection des composants fixes
Assurez-vous que les composants de montage du module sont sécurisés pour éviter un mauvais contact induit par les vibrations.

(5) Maintenance environnementale : facteurs externes déterminant la stabilité du système à long terme
Maintenir une bonne ventilation dans le compartiment de stockage d'énergie :
Bien qu'il s'agisse d'un système refroidi par liquide, une circulation d'air adéquate à l'intérieur du compartiment réduit la pression globale de dissipation thermique.
Évitez les impacts environnementaux extrêmes :
Évitez la lumière directe du soleil dans les zones à haute température.
Des mesures antigel sont nécessaires dans les régions froides.
Une étanchéité et une protection renforcées sont nécessaires dans les environnements humides ou corrosifs.

6. Questions fréquemment posées sur les packs de stockage d'énergie par batterie refroidis par liquide

Avec le développement rapide de la nouvelle industrie énergétique, les systèmes de stockage d’énergie deviennent progressivement un élément clé de la structure énergétique. Parmi les nombreuses technologies de stockage d'énergie, les packs de stockage d'énergie par batterie refroidis par liquide deviennent le courant dominant de l'industrie en raison de leur efficacité de dissipation thermique élevée, de leur sécurité élevée, de leur longue durée de vie et de leur adéquation aux projets de stockage d'énergie à grande échelle. Cet article répondra aux questions les plus fréquemment posées dans plusieurs dimensions, notamment les principes, les performances, les applications, l'installation, la maintenance et la sécurité.

(1) FAQ sur les concepts de base
T1. Qu'est-ce qu'un pack de stockage d'énergie par batterie refroidi par liquide ?
Un pack de stockage d'énergie par batterie refroidi par liquide est un produit de stockage d'énergie qui utilise le refroidissement par liquide pour gérer la température de la batterie. Les batteries génèrent une grande quantité de chaleur pendant leur fonctionnement, en particulier dans les scénarios de charge et de décharge à courant élevé et à haute puissance. L'accumulation de chaleur peut entraîner une diminution des performances de la batterie et même des risques pour la sécurité. Le système de refroidissement liquide utilise du liquide de refroidissement circulant à l'intérieur des tuyaux pour éliminer rapidement la chaleur, obtenant ainsi un contrôle très précis de la température et permettant à la batterie de fonctionner dans sa plage de température optimale, améliorant ainsi la sécurité et la durée de vie du système.

Q2. Pourquoi le contrôle de la température de la batterie est-il nécessaire ? Les batteries lithium-ion sont très sensibles à la température. Des températures trop élevées accélèrent la dégradation de la batterie et augmentent considérablement le risque d’emballement thermique ; des températures excessivement basses réduisent l’efficacité de la charge et de la décharge, et peuvent même empêcher complètement la charge. Le maintien de la batterie dans une plage de température uniforme et stable est crucial pour garantir le fonctionnement durable et sûr des systèmes de stockage d’énergie. La technologie de refroidissement liquide a été développée pour améliorer la précision du contrôle de la température, réduire les différences de température et améliorer l'efficacité de la dissipation thermique.

Q3. Quelle est la différence entre le refroidissement liquide et le refroidissement par air ?
Le refroidissement liquide utilise un liquide de refroidissement pour obtenir une dissipation directionnelle de la chaleur, tandis que le refroidissement par air repose uniquement sur le flux d'air. Le refroidissement liquide offre une dissipation thermique plus rapide, une meilleure uniformité de la température et une sécurité accrue, ce qui le rend adapté aux systèmes de stockage d'énergie à grande échelle. Le refroidissement par air, bien que relativement peu coûteux, souffre d’un contrôle inégal de la température et convient mieux au stockage d’énergie à petite échelle. À mesure que les sites de stockage d’énergie se développent, le refroidissement liquide remplace de plus en plus le refroidissement par air comme solution courante.

Q4. Quel est le liquide de refroidissement dans un système de refroidissement liquide ? Est-il dangereux?
Le liquide de refroidissement est généralement un mélange d'éthylène glycol et d'eau, possédant une excellente conductivité thermique, une ininflammabilité, une faible volatilité, une résistance à la corrosion et une résistance au gel. Sa conductivité électrique est extrêmement faible, les fuites ne provoqueront donc pas immédiatement un court-circuit. La plupart des liquides de refroidissement sont très sûrs, semblables aux liquides de refroidissement des véhicules, et ne sont pas classés comme matières dangereuses.

(2) FAQ concernant les principes de travail
Q5. Comment un système de refroidissement liquide refroidit-il la batterie ?
Le cœur d'un système de refroidissement liquide se compose d'une plaque de refroidissement liquide, d'un liquide de refroidissement, d'une pompe à eau, d'un échangeur de chaleur et d'un contrôleur. Lorsque la batterie génère de la chaleur pendant le fonctionnement, la chaleur est transférée au liquide de refroidissement via le contact entre le module de batterie et la plaque de refroidissement liquide. Le liquide de refroidissement circule sous l'action de la pompe à eau, évacuant la chaleur et la transférant vers l'échangeur de chaleur, où elle est ensuite dissipée par l'air ou l'équipement de refroidissement. L'ensemble du système forme un cycle d'échange thermique continu, maintenant la batterie dans une plage de température saine.

Q6. Quelle est la fonction de la plaque de refroidissement liquide ?
La plaque de refroidissement liquide est directement fixée au module de batterie et constitue un élément clé du transfert de chaleur. Sa conception de canal d'écoulement interne de précision permet au liquide de refroidissement d'entrer en contact uniformément avec la surface de dissipation thermique, obtenant ainsi une dissipation thermique efficace et un contrôle minimal des différences de température. Les performances de la plaque de refroidissement liquide déterminent la qualité de dissipation thermique du système de refroidissement liquide et la durée de vie de la batterie.

Q7. Un système de refroidissement liquide nécessite-t-il un contrôle intelligent ?
Oui. Les systèmes de refroidissement liquide sont généralement intégrés aux systèmes de gestion de batterie (BMS). Lorsque la température augmente, le système augmente automatiquement le débit de liquide de refroidissement, ajuste la position des vannes et active les modes booster pour obtenir un contrôle précis de la température. Le contrôle intelligent améliore non seulement l'efficacité, mais fournit également des alarmes ou des arrêts rapides en cas de situations anormales, garantissant ainsi la sécurité.

(3) FAQ sur les avantages en matière de performances
Q8. Quels sont les principaux avantages des packs de stockage d’énergie refroidis par liquide ?
Les principaux avantages des packs de stockage d’énergie refroidis par liquide sont les suivants :
Contrôle plus précis de la température, avec des différences de température entre les batteries contrôlées à moins de 3°C ;
Retour de dissipation thermique plus rapide, capable de gérer des applications à haute puissance ;
Durée de vie améliorée de la batterie, prolongeant la durée de vie de 20 à 40 % ;
Fonctionnement plus sûr, réduisant le risque d’emballement thermique ;
Densité énergétique plus élevée, permettant un système plus compact ;
Moins de bruit, adapté aux applications industrielles et commerciales.

Q9. Un système de refroidissement liquide consomme-t-il de l’électricité ? Cela réduira-t-il l’efficacité du stockage d’énergie ?
Un système de refroidissement liquide consomme de l'énergie pour le fonctionnement de la pompe et l'échange thermique. Cependant, la consommation énergétique globale est très faible, généralement 1 à 3 % de l'énergie totale du système de stockage d'énergie. Comparée à la sécurité améliorée et à la durée de vie prolongée qu’elle apporte, cette consommation d’énergie se situe tout à fait dans des limites acceptables.

Q10. Le bruit d’un système de refroidissement liquide affectera-t-il son utilisation ?
Le bruit d'un système de refroidissement liquide provient principalement de la pompe à eau et du ventilateur, et est généralement inférieur à celui d'un système refroidi par air. Étant donné que le refroidissement liquide a une efficacité de dissipation thermique élevée, le ventilateur n'a pas besoin de fonctionner à grande vitesse, ce qui entraîne un bruit global plus faible, ce qui le rend adapté aux zones sensibles au bruit telles que les usines et les bâtiments commerciaux.

(4) FAQ sur les scénarios d'application
Q11. Quels scénarios conviennent à l’utilisation de packs de stockage d’énergie refroidis par liquide ?
Les packs de stockage d'énergie refroidis par liquide conviennent à tous les scénarios ayant des exigences élevées en matière de dissipation thermique, de sécurité et de durée de vie, notamment :
Centrales électriques de stockage d’énergie à grande échelle côté réseau ;
Stockage d'énergie industriel et commercial ;
Stockage d'énergie photovoltaïque, stockage d'énergie éolienne ;
Systèmes de micro-réseaux ;
Alimentation de secours du centre de données ;
Stations de recharge rapide, stations d'échange de batterie, stockage d'énergie ;
Déploiement du stockage d'énergie dans des environnements à haute température ou extrêmement froids.

Q12. Le stockage d’énergie résidentiel nécessite-t-il un refroidissement liquide ?
Généralement non. Le stockage d’énergie résidentiel est de petite taille, de faible puissance et génère peu de chaleur ; le refroidissement par air est suffisant. Les systèmes de refroidissement liquide sont plus adaptés aux systèmes de stockage d'énergie de grande capacité allant de 50 kWh à MWh.

Q13. Le stockage d’énergie refroidi par liquide est-il adapté aux régions à haute température ?
Très approprié. Les systèmes de refroidissement liquide peuvent maintenir un contrôle stable de la température dans les régions à haute température, fonctionnant particulièrement bien dans les environnements à haute température tels que les déserts, les centrales électriques et les cabines de conteneurs. En cas de chaleur extrême, il peut également fonctionner en conjonction avec la climatisation.

Q14. Les systèmes de refroidissement liquide peuvent-ils fonctionner dans les régions froides ?
Oui. Le liquide de refroidissement a des propriétés antigel et le système de refroidissement liquide peut maintenir la fluidité à basse température. Il peut également augmenter la température de la batterie grâce à des stratégies de contrôle de la température, permettant au système de fonctionner normalement dans des environnements à des dizaines de degrés en dessous de zéro.

(5) FAQ sur l'installation et l'utilisation
Q15. Que faut-il prendre en compte lors de l'installation d'un pack de stockage d'énergie refroidi par liquide ?
Lors de l'installation, assurez-vous :
Bonne ventilation et aucune obstruction dans le site ;
Une base d'équipement ferme, étanche et anti-poussière ;
Raccords de tuyauterie de liquide de refroidissement étanches et étanches ;
Câblage standardisé pour les lignes de communication et électriques ;
La lumière ambiante, le vent et la pluie ne doivent pas entrer directement en contact avec la batterie ;
Une mise en service complète doit être effectuée après l'installation du système, y compris des tests de débit, de pression et de température. Une installation correcte peut réduire considérablement les pannes ultérieures et améliorer la sécurité.

Q16. Les packs de stockage d’énergie refroidis par liquide peuvent-ils être installés à l’extérieur ?
La plupart des produits de stockage d'énergie refroidis par liquide adoptent des conceptions conteneurisées ou montées en rack et peuvent être directement déployés à l'extérieur. Cependant, des mesures de protection de l'environnement sont nécessaires, telles que des parasols, des abris contre la pluie, des fondations étanches à l'humidité et des dispositifs de protection contre la foudre.

Q17. Le système refroidi par liquide doit-il être rempli à nouveau après l'installation ?
Certains systèmes sont pré-remplis de liquide de refroidissement, tandis que d'autres nécessitent un ajout sur site. Le liquide de refroidissement doit être ajouté selon la concentration et le rapport requis par le fabricant. Après avoir ajouté du liquide de refroidissement, une étape de purge d'air doit être effectuée pour garantir qu'il n'y a pas de bulles d'air dans le système et maintenir de bons canaux d'écoulement.

(6) FAQ sur la maintenance
Q18. À quelle fréquence le liquide de refroidissement d’un système refroidi par liquide doit-il être changé ?
Il est généralement recommandé de le changer tous les 1 à 2 ans. Dans les environnements à haute température et les scénarios de fonctionnement à long terme à haute puissance, le cycle de remplacement peut être raccourci de manière appropriée. Si le liquide de refroidissement s'avère trouble, décoloré ou contient des impuretés, il doit être remplacé immédiatement.

Q19. Quand inspecter la tuyauterie refroidie par liquide ? Les situations suivantes nécessitent une inspection immédiate :
Élévation anormale de la température de la batterie ;
Alarme du système indiquant une diminution du débit ;
Fluctuations de la pression du liquide de refroidissement ;
Traces de liquide au sol ;
Bruit anormal de la pompe ou vibrations importantes.
Des inspections régulières peuvent prévenir les risques pour la sécurité causés par de petites fuites prolongées.

Q20. La pompe à eau du système de refroidissement liquide sera-t-elle endommagée ?
La pompe à eau est un composant de fonctionnement très sollicité et peut s'user après un fonctionnement à long terme. Sa durée de vie générale est de plusieurs dizaines de milliers d'heures, voire plus, et il peut être remplacé si nécessaire. Une surveillance régulière du bruit, du débit et de la température permet de détecter à l'avance les signes de vieillissement de la pompe.

Q21. Le système de refroidissement liquide doit-il être nettoyé ?
Oui. Les dépôts ou le tartre dans le liquide de refroidissement réduiront l'efficacité de l'échange thermique. Le cycle de nettoyage dépend de l'environnement d'exploitation et de la qualité du liquide de refroidissement ; un nettoyage complet est recommandé tous les 1 à 2 ans.

(7) FAQ sur la sécurité
Q22. Une fuite dans le système de refroidissement liquide provoquera-t-elle un court-circuit ?
Non, cela ne provoquera pas de court-circuit immédiat. Le liquide de refroidissement a une conductivité extrêmement faible et est beaucoup plus sûr que l'eau pure. Le compartiment à piles dispose également de fonctions de détection de fuite et d'alarme ; le système s’arrêtera automatiquement lors de la détection d’un risque. Les incidents de fuite sont extrêmement rares lorsqu’ils sont entretenus selon les spécifications.

Q23. Le stockage d’énergie refroidi par liquide peut-il subir un emballement thermique ?
Tout système de batterie au lithium comporte un risque théorique, mais le refroidissement liquide réduit considérablement cette probabilité. Grâce à un contrôle précis de la température, une dissipation uniforme de la chaleur et des mécanismes de protection intelligents, le refroidissement liquide supprime efficacement la propagation de l'emballement thermique, ce qui en fait l'une des méthodes de contrôle de la température de stockage d'énergie les plus sûres actuellement disponibles.

Q24. Que se passe-t-il si le système refroidi par liquide perd de la puissance ?
Le système cessera de circuler, mais tant que la température de la batterie ne continuera pas à augmenter, il n'y aura pas de danger immédiat. S'il fonctionne à puissance élevée, le BMS réduira automatiquement la puissance ou arrêtera le fonctionnement pour garantir que la température de la batterie ne continue pas à augmenter.

Q25. Quelles mesures de prévention des incendies sont disponibles pour le stockage d'énergie refroidi par liquide ?
Ceux-ci incluent généralement : la surveillance des capteurs de fumée et de température ; systèmes d'extinction à gaz (tels que l'hexafluorure de soufre, les gaz inertes) ; mesures de sécurité électrique telles que protection par fusible et limitation de courant ; et une conception d'isolation thermique indépendante pour le compartiment de rangement.

(8) FAQ sur l’approvisionnement et la sélection
Q26. Quels indicateurs faut-il prendre en compte lors de la sélection d'un pack de stockage d'énergie refroidi par liquide ? Y compris, mais sans s'y limiter : Capacité de contrôle de la différence de température ; Type de batterie (par exemple, lithium fer phosphate) ; Densité énergétique ; Conception avancée de structure de refroidissement liquide ; Durabilité du liquide de refroidissement ; Niveau d'intelligence du BMS ; Certification de sécurité du système ; Durée de vie du système et service de garantie ; Compatibilité EMS.

Q27. Le stockage d’énergie refroidi par liquide est-il plus coûteux que le stockage refroidi par air ?
Bien que le coût initial de l'équipement soit effectivement plus élevé, le refroidissement liquide offre des avantages significatifs par rapport à un fonctionnement à long terme : durée de vie de la batterie plus longue ; Moins d’échecs ; Risque moindre d’incidents de sécurité ; Coûts d’entretien réduits.
Le coût global du cycle de vie est en réalité plus avantageux.

Les packs de stockage d'énergie par batterie refroidis par liquide, avec leurs multiples avantages tels que la sécurité, la fiabilité, le rendement élevé et la longue durée de vie, deviennent une tendance technologique fondamentale dans l'industrie du stockage d'énergie. Grâce à une compréhension approfondie des principes fondamentaux, des mécanismes de fonctionnement, des stratégies de sécurité, des méthodes de maintenance et des scénarios d'application des systèmes refroidis par liquide, les utilisateurs peuvent évaluer, utiliser et gérer de manière plus scientifique cette technologie avancée de stockage d'énergie.