中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：5月24-26日，由中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)主辦，200余家機(jī)構(gòu)共同支持的第十一屆中國(guó)國(guó)際儲(chǔ)能大會(huì)在杭州洲際酒店召開。本次大會(huì)主題是“堅(jiān)守儲(chǔ)能安全底線，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展”。
在5月25日上午的”儲(chǔ)能系統(tǒng)集成“專場(chǎng)，深圳市英維克科技股份有限公司監(jiān)事會(huì)主席劉軍分享了主題報(bào)告《多種熱管理方式賦能儲(chǔ)能系統(tǒng)》。經(jīng)演講人本人授權(quán)同意，小編整理了演講速記，并將速記內(nèi)容分享如下：
劉軍：尊敬的各位專家和行業(yè)同仁，大家早上好！
我將從以下五方面談?wù)動(dòng)⒕S克對(duì)儲(chǔ)能熱管理系統(tǒng)的思考。首先簡(jiǎn)單對(duì)公司進(jìn)行介紹。
英維克成立于2005年，是中小上市企業(yè)。從目前為止，英維克主要從事數(shù)據(jù)中心、通信網(wǎng)絡(luò)、新能源、電動(dòng)汽車、冷鏈以及軌道交通等幾個(gè)大方面的散熱管理系統(tǒng)的研發(fā)和設(shè)計(jì)。公司也廣泛牽頭各種行業(yè)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)編寫和參與工作。
英維克長(zhǎng)期堅(jiān)持以技術(shù)為本，深入進(jìn)行服務(wù)于客戶。我們依托于英維克的創(chuàng)新技術(shù)研究院，聯(lián)合外部的西安交通大學(xué)、香港科技大學(xué)和香港理工大學(xué)進(jìn)行了聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，并通過外部高校和科研機(jī)構(gòu)的專項(xiàng)合作方式，對(duì)先進(jìn)熱管理技術(shù)、流動(dòng)控制技術(shù)以及空氣品質(zhì)管理和先進(jìn)材料的研發(fā)設(shè)計(jì)。另外，在目前比較熱的方面，就是大家對(duì)控制系統(tǒng)算法的研究。
英維克的實(shí)驗(yàn)室目前被深圳市發(fā)改委命名為新能源客車電動(dòng)技術(shù)的工程實(shí)驗(yàn)室，也是廣東熱管理工程技術(shù)研究中心的授予地。我們可以在PPT上看到，我們的實(shí)驗(yàn)室有焓差性測(cè)試平臺(tái)、噪聲測(cè)試平臺(tái)等等。
英維克也是布局全球的業(yè)務(wù)，從目前為止，英維克在全國(guó)的31個(gè)省市具有服務(wù)和備件中心。在全球，美國(guó)、英國(guó)以及韓國(guó)、印度、印尼、東南亞等一些國(guó)家，常設(shè)一些服務(wù)中心。
第二部分，業(yè)務(wù)布局。
公司從如下七大方面進(jìn)行布局：一是機(jī)房溫控。主要面對(duì)于數(shù)據(jù)中心，IDC產(chǎn)業(yè)。二是機(jī)柜溫控。主要面對(duì)于通信網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)4.0以及新能源和儲(chǔ)電行業(yè)。三是環(huán)境控制，四是冷鏈溫控，五是軌道交通列車空調(diào)，六是新能源熱用空調(diào)，七是電子散熱產(chǎn)品。我們可以聚焦到電子散熱的核心，到模組、液冷管路進(jìn)行靠近熱源的散熱方式。
英維克在三大城市群都有生產(chǎn)及研發(fā)布局，依托于深圳總部和中山生產(chǎn)研發(fā)基地，我們?cè)?strong>蘇州、上海也都設(shè)有生產(chǎn)研發(fā)基地，北京是我們的中央技術(shù)研究院。
這頁(yè)P(yáng)PT展示的是我們?cè)跀?shù)據(jù)中心領(lǐng)域里的應(yīng)用。大家可以看到，上面的騰訊數(shù)據(jù)中心，中間的阿里巴巴和秦淮數(shù)據(jù)中心，這些數(shù)據(jù)中心可能都和大家有背后的接觸，像騰訊大家用到的微信、阿里的天貓和淘寶，以及大家經(jīng)常用到的抖音和頭條，都有英維克產(chǎn)品服務(wù)的場(chǎng)景。
下面是一些應(yīng)用于5G以及通訊網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)品，這就不詳細(xì)介紹了。
這些是應(yīng)用于軌道交通的案例，應(yīng)用于城際軌道交通新基建的一些項(xiàng)目，有上海的地鐵、蘇州的地鐵、廣州和深圳的地鐵等等。
這是英維克在新能源大巴里的應(yīng)用，比如說比亞迪、開沃等電動(dòng)大巴，有英維克服務(wù)的身影。
這是在冷鏈方面英維克應(yīng)用的產(chǎn)品，包括生鮮運(yùn)輸以及疫苗的運(yùn)輸，也會(huì)看到英維克的身影。
這一系列的產(chǎn)品是我們電子散熱的產(chǎn)品，一些熱管設(shè)備、均熱板的設(shè)備等等。
這是應(yīng)用于逆變器散熱的技術(shù)，在傳統(tǒng)的鏟齒設(shè)備上增加了VC。
這是液冷設(shè)備的應(yīng)用場(chǎng)景。
這是我們的液冷管，下面也是，用了兩種不同的加工方式，有的是鉛炭。這是應(yīng)用于CPU和GPU的雙節(jié)點(diǎn)的液冷模組。
第三部分，儲(chǔ)能應(yīng)用。
我重點(diǎn)介紹一下英維克在儲(chǔ)能熱管理方面的一些思考和應(yīng)用。
這個(gè)背景大家都比較了解了，現(xiàn)在是儲(chǔ)能市場(chǎng)的爆發(fā)期，很多業(yè)內(nèi)的同行都已經(jīng)參與到這場(chǎng)盛宴當(dāng)中。
這是儲(chǔ)能的一些應(yīng)用場(chǎng)景，也不過多介紹，我們?cè)诎l(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)都有比較廣泛的儲(chǔ)能應(yīng)用性。
這是英維克的一些典型案例。我們可以看到，在儲(chǔ)能的行業(yè)里的環(huán)境特點(diǎn)也是非常多樣化的，最左邊的就是高海拔的應(yīng)用，這種場(chǎng)景平均在4000米以上，對(duì)整個(gè)的電器和微控系統(tǒng)的可靠性要求非常高。第三個(gè)是海島微網(wǎng)的應(yīng)用，下面是在美國(guó)和英國(guó)的應(yīng)用，海外的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)的特殊場(chǎng)景的要求，與國(guó)內(nèi)有比較大的差異。
這張圖展示的是英維克從2012年起到今年5月份，整個(gè)在全球儲(chǔ)能熱管理的一些應(yīng)用。可以看到，到目前為止，已經(jīng)是11個(gè)GWh，液冷目前占到了4GWh，從現(xiàn)在的分布來(lái)看，還是以美國(guó)的量最大，其次是中國(guó)。我也相信在未來(lái)的10年、20年之內(nèi)，中國(guó)一定會(huì)趕超美國(guó)。
第四部分，冷卻方式。
目前，儲(chǔ)能熱管理的冷卻方式主要有以下五個(gè)大方面：空氣冷卻、相變材料、熱管散熱、直冷散熱和液冷散熱。現(xiàn)在應(yīng)用比較多的是空氣冷卻，包括這次的展會(huì)，很多相關(guān)廠家也提出了液冷散熱的裝置?？梢钥吹剑瑥膿Q熱系數(shù)來(lái)說，空氣冷卻相對(duì)是比較低的，液冷散熱相對(duì)來(lái)說比較高。中間我們看到有直冷散熱，它是傳統(tǒng)散熱的10倍以上散熱能力，這種對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)的尺寸以及環(huán)境的要求都相當(dāng)高，目前行業(yè)內(nèi)還沒有應(yīng)用，但是在動(dòng)力電池PACK里，已經(jīng)在采用這種直冷散熱。
這是我們對(duì)空氣冷卻和液體冷卻做的對(duì)比?？梢钥吹?，在冷卻對(duì)象、冷量密度、安全性、可靠性等方面，液冷占有非常明顯的優(yōu)勢(shì)，但是在濕度控制、系統(tǒng)復(fù)雜性、成本等方面略微遜色。
第五部分，成本壽命。
因?yàn)閺漠a(chǎn)品來(lái)講，商業(yè)化來(lái)講，如果一個(gè)產(chǎn)品沒有成本優(yōu)勢(shì)，沒有可靠性優(yōu)勢(shì)，它的商業(yè)化之路是非常艱難的。我們可以看到，儲(chǔ)能這幾年的熱管理系統(tǒng)的發(fā)展，現(xiàn)在基本上大家都在采用一體化的設(shè)計(jì)，減少了項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)的施工以及項(xiàng)目在運(yùn)輸和安裝的調(diào)試費(fèi)用。與集裝箱集成到一起進(jìn)行設(shè)計(jì)。目前，英維克有7.5到20KW的一體式溫控系統(tǒng)，可以覆蓋目前主流的儲(chǔ)能系統(tǒng)。很多應(yīng)用場(chǎng)景確實(shí)是沒有辦法在集裝箱里安裝空調(diào)，只能把溫控系統(tǒng)放到外面，可以看到從12.5KW到55KW，這種全鏈條的產(chǎn)品都已經(jīng)有。
從集成方面來(lái)看成本的節(jié)約，我們剛才說到有很多是要放置到集裝箱內(nèi)部的空調(diào)系統(tǒng)，所以我們?cè)谠O(shè)計(jì)上做了很大的突破，做了一體化極薄的設(shè)計(jì)。整個(gè)在空調(diào)系統(tǒng)的深度上做了非常大的設(shè)計(jì)，20KW可能深度不足600毫米，這就可以和集裝箱、PACK的各個(gè)側(cè)結(jié)合起來(lái)，對(duì)集裝箱的內(nèi)部空間做了最大的改善。另外，我們可以將一個(gè)大的空調(diào)集中分布于在集裝箱體的各個(gè)門上，是分布式的。
這是我們?cè)谝豪湎到y(tǒng)的一種集中化的設(shè)計(jì)，相對(duì)傳統(tǒng)的風(fēng)冷，液冷系統(tǒng)同尺寸可以兼容更多的冷液段，可以減少了現(xiàn)場(chǎng)安裝的費(fèi)用。下面這個(gè)是機(jī)柜級(jí)，是7.5-15KW，集裝箱是20-50KW。
另外，我們從整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)行來(lái)看，CAPEX和OPEX兩種，哪種更節(jié)約。前面已經(jīng)講了比較多的結(jié)構(gòu)形式的成本價(jià)格，另外就是從控制邏輯上，一個(gè)是空調(diào)系統(tǒng)的控制邏輯，空調(diào)和電芯之間的自適應(yīng)的算法，這兩種方面來(lái)結(jié)合控制策略的優(yōu)化。那么，我們通過實(shí)際的測(cè)試，將整個(gè)儲(chǔ)能的平均系統(tǒng)可以降低33%，第一個(gè)就是在待機(jī)時(shí)間段，可以控制空調(diào)系統(tǒng)的待機(jī)功耗，第二個(gè)就是算法的時(shí)候，根據(jù)電芯的負(fù)荷，來(lái)控制空調(diào)的功率輸出。
這是壽命與安全在風(fēng)冷系統(tǒng)里風(fēng)道的設(shè)計(jì)，英維克所有的產(chǎn)品都會(huì)進(jìn)行氣流分布組織的仿真。封閉通道的送風(fēng)系統(tǒng)，還有一些是開放式的送風(fēng)系統(tǒng)，經(jīng)過我們長(zhǎng)時(shí)間的研發(fā)和計(jì)算，到現(xiàn)在為止，我們建議最好是采用開放式的送風(fēng)系統(tǒng)。如果一定要采用封閉式，建議大家用組織片的方式，把流量分配的更好。
這部分是液冷系統(tǒng)的壽命和安全的思考，從英維克的技術(shù)布局來(lái)看，我們對(duì)冷板的設(shè)計(jì)仿真，液冷口的設(shè)計(jì)等等，都具備全鏈路的能力。
最后，和大家分享一下，我們從風(fēng)冷和液冷的兩條路線來(lái)看整個(gè)電池的溫升。其實(shí)，儲(chǔ)能的熱管理管理，我們是在解決電芯的發(fā)熱，但實(shí)際上電芯的發(fā)熱現(xiàn)在還有很多值得探討和優(yōu)化的地方。風(fēng)冷可能電芯的熱傳到空氣，空氣再傳到我們的降溫系統(tǒng)，液冷是可以直接接觸到電芯，介紹了傳遞的路徑。但是實(shí)際上，從我們測(cè)試的數(shù)據(jù)來(lái)看，常規(guī)采用70%制冷量的溫控系統(tǒng)對(duì)電芯進(jìn)行測(cè)量，我們加大我們的制冷能力，實(shí)際上可以在這張圖上，真正電芯的表面溫度下降的是非常少的，那個(gè)在40度，那個(gè)可能在38度，是非常小的溫度。所以說，在電芯與溫控系統(tǒng)的整體集成配合上，可能還有很長(zhǎng)的路要走，未來(lái)在這方面我們可能也有很多的突破。
這是對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)熱管理發(fā)展的展望：第一，結(jié)構(gòu)形式。風(fēng)冷、液冷趨向一體化、集成化設(shè)計(jì)。第二，節(jié)能減耗。我們會(huì)根據(jù)電池的產(chǎn)熱模型，優(yōu)化運(yùn)行邏輯，有效提高冷卻系統(tǒng)綜合能效。第三，冷卻方式，高倍率選擇液冷，低倍率選擇風(fēng)冷。第四，均溫和溫升。綜合利用電池本身的熱特性，加強(qiáng)流量分配均勻，有效提高均溫性。
以上是我的分享，謝謝大家！
