Tại sao tủ pin quá nhiệt: Nguyên nhân từ luồng không khí, HVAC và lắp đặt

Khi mỗi ô đều nóng, tôi nhìn ra bên ngoài gói pin trước

Một tủ pin thương mại có thể quá nhiệt ngay cả khi các cell vẫn khỏe. Những nguyên nhân phổ biến bao gồm không khí bị chặn, HVAC không đủ kích thước hoặc bị hỏng, tuần hoàn không khí thải nóng, bộ lọc hoặc bộ trao đổi nhiệt bẩn, khoảng cách tủ kém, nhiệt độ môi trường cao, tải điện quá mức, và cài đặt kiểm soát nhiệt độ không chính xác. Dấu hiệu chẩn đoán là mẫu nhiệt độ: một mô-đun nóng gợi ý một vấn đề cục bộ; nhiều mô-đun nóng cùng nhau thường chỉ ra tủ hoặc lắp đặt.

Tài liệu thiết kế C&I của Dawnice mô tả các tủ có điều hòa không khí sử dụng ống dẫn làm mát chuyên dụng và quạt gói pin, với hoạt động HVAC được kiểm soát theo các tham số bao gồm nhiệt độ cell.Dawnice

Vì vậy, khi một tủ báo động nhiệt độ cao lặp lại, tôi không ngay lập tức đổ lỗi cho hóa học pin.

Tôi xem xét cách nhiệt được cho là thoát ra.

14:20 — Tất cả 14 gói bắt đầu nóng lên cùng lúc

Hãy xem xét một tủ 225 kWh làm mát bằng không khí giả định.

Vào lúc 10:00:

Nhiệt độ môi trường: 31°C

Nhiệt độ gói trung bình: 29–31°C

Vào lúc 14:20, trong quá trình xả liên tục:

Nhiệt độ môi trường: 37°C

Nhiệt độ gói: 41–45°C

Máy nén HVAC: đang chạy

Không khí ra khỏi tủ: nóng bất thường

Bởi vì gần như mọi nhiệt độ gói đều tăng cùng nhau, tôi sẽ điều tra hệ thống nhiệt chung trước khi thay thế một mô-đun pin.

Điều đó có nghĩa là kiểm tra:

đầu vào không khí

đường thoát khí

đầu ra HVAC

bộ lọc

quạt gói

cảm biến nhiệt độ

cửa/tấm niêm phong tủ

và không gian xung quanh vỏ.

Câu hỏi đầu tiên rất đơn giản:

Tủ có thực sự thải nhiệt hay chỉ đơn giản là di chuyển không khí nóng bên trong?

Luồng không khí có thể thất bại mà không cần quạt hỏng

Một chiếc quạt quay không chứng minh được luồng không khí hữu ích.

Hãy tưởng tượng đầu vào của tủ bị chặn một phần bởi bụi.

Hoặc vật liệu đóng gói đã được để gần một ống dẫn nội bộ.

Hoặc một bó cáp thay thế hiện đang cản trở đường dẫn không khí được thiết kế.

Hoặc khí thải nóng từ một tủ đang bị hút vào ống hút của tủ kế tiếp.

Quạt vẫn hoạt động.

HMI có thể không hiển thị lỗi quạt.

Hiệu suất làm mát vẫn sụp đổ.

Đó là lý do tại sao tôi so sánh nhiệt độ theo không gian.

Mẫu này không chứng minh nguyên nhân gốc rễ.

Nó cho tôi biết nơi bắt đầu.

Hệ thống HVAC có thể đang hoạt động nhưng vẫn quá nhỏ

Đây là một chế độ lỗi khác mà tôi sẽ không chẩn đoán từ trạng thái BẬT/TẮT.

Giả sử hệ thống làm mát được chọn cho mộtnhiệt độ môi trường thiết kế 35°C, nhưng tủ hiện đang hoạt động dưới ánh nắng trực tiếp với nhiệt độ không khí địa phương gần43°C.

Hệ thống HVAC có thể hoạt động liên tục và không bao giờ theo kịp.

Tương tự, sự bẩn của bộ ngưng, hiệu suất chất làm lạnh thấp, không khí bị chặn, hoặc quạt tuần hoàn nội bộ bị hỏng có thể giảm công suất làm mát thực tế.

Bộ Năng lượng Hoa Kỳ lưu ý rằng hiệu suất làm mát phụ thuộc vào sự tương tác giữa thiết bị, tải, điều khiển và điều kiện hoạt động chứ không chỉ đơn giản là việc có thiết bị HVAC hay không.DOE

Vì vậy, đối với việc mua sắm BESS, tôi muốn nhiều hơn:

Làm mát: máy điều hòa không khí

Tôi muốn:

công suất làm mát định mức

nhiệt độ môi trường thiết kế

dải nhiệt độ hoạt động

kiến trúc dòng khí

điểm đặt điều khiển

vàhành vi giảm công suất.

Lắp đặt có thể làm hỏng thiết kế nhiệt của nhà máy

Đây là nơi một tủ tốt trở thành một địa điểm xấu.

Giả sử một EPC lắp đặt bốn tủ với khoảng cách rất nhỏ vì nền bê tông quá nhỏ.

Việc lắp đặt trông gọn gàng.

Nhưng Tủ 2 thải không khí ấm về phía ống hút của Tủ 3.

Bây giờ Tủ 3 thực sự hoạt động trong một môi trường nóng hơn so với báo cáo của trạm thời tiết.

Vấn đề tương tự xuất hiện khi tủ được lắp đặt:

quá gần tường

trong các phòng thông gió kém

dưới ánh nắng trực tiếp mà không xem xét điều kiện nhiệt

hoặc nơi có cảnh quan, hàng rào, vật liệu lưu trữ hoặc xây dựng sau này cản trở luồng không khí.

Tài liệu lắp đặt của Dawnice cho thiết bị của mình rõ ràng yêu cầu không gian tản nhiệt và luồng không khí không bị cản trở xung quanh bề mặt làm mát.Dawnice

Khoảng cách chính xác cho một tủ thương mại phải đến từ tài liệu lắp đặt đã được phê duyệt của tủ đó - không phải từ một con số chung chung sao chép từ sản phẩm khác.

Đôi khi pin chỉ đơn giản là làm việc nhiều hơn mức thiết kế nhiệt mong đợi

Bây giờ giả sử tủ sạch sẽ, được bố trí đúng khoảng cách và hệ thống HVAC hoạt động tốt.

Cảnh báo nhiệt độ chỉ xuất hiện khi BESS hoạt động liên tục gần dòng sạc hoặc xả tối đa.

Tôi so sánh nhiệm vụ thực tế với các giả định thiết kế ban đầu.

Dòng điện cao hơn có nghĩa là tổn thất điện năng nội bộ lớn hơn và do đó cần phải loại bỏ nhiều nhiệt hơn.

Ví dụ, sản phẩm BS09-225-D hiện tại của Dawnice công bốnăng lượng định mức 225,07 kWh, dòng sạc/xả tối đa định mức 157 A, làm mát bằng không khí và dải hoạt động từ −10°C đến 55°C. Dawnice BS09-225-D

Những con số đó mô tả phạm vi hoạt động của sản phẩm. Chúng không có nghĩa là mọi điểm bên trong phạm vi đó đều tạo ra hành vi nhiệt độ hoặc tuổi thọ giống nhau.

Nếu chiến lược cắt đỉnh đã thay đổi từ các sự kiện ngắn thỉnh thoảng sang chu trình công suất cao lặp lại, tôi sẽ xem xét lại nhiệm vụ nhiệt.

Cuộc kiểm tra đầu tiên của tôi mất mười phút

Trước khi thay đổi giới hạn BMS hoặc thay thế phần cứng, tôi sẽ ghi lại:

nhiệt độ môi trường

sự chênh lệch nhiệt độ giữa các cell/pin

nhiệt độ vào và ra của HVAC

trạng thái quạt

tình trạng bộ lọc/cuộn

khoảng cách giữa các tủ

các nguồn nhiệt gần đó

công suất sạc/xả khi cảnh báo xảy ra

lịch sử cảnh báo HVAC và BMS

Sau đó, tôi so sánh xu hướng nhiệt độ với công suất.

Nếu nhiệt độ tăng trước khi bắt đầu hoạt động công suất cao, địa điểm hoặc HVAC cần được chú ý.

Nếu nó tăng mạnh chỉ với một mô-đun, tôi sẽ kiểm tra bên trong.

Nếu mỗi tủ trong hàng trở nên nóng hơn từ trái sang phải, tôi bắt đầu xem xét luồng không khí giữa các tủ.

Đó là lý do tại sao "quá nhiệt pin" vẫn chưa phải là một chẩn đoán.

Câu hỏi hữu ích là nhiệt được sinh ra ở đâu, nó dự kiến sẽ đi đâu, và điều gì đã thay đổi giữa hai điểm đó.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao tủ pin thương mại lại quá nhiệt?

Các nguyên nhân phổ biến bao gồmluồng không khí bị chặn, hệ thống HVAC không đủ kích thước hoặc bị suy giảm, bộ lọc bẩn, quạt hỏng, tuần hoàn không khí nóng, nhiệt độ môi trường cao, khoảng cách tủ kém, và hoạt động công suất cao kéo dài.

2. Làm thế nào để bạn biết liệu quá nhiệt do pin hay HVAC gây ra?

Hãy xem mẫu nhiệt độ. Nếu nhiều mô-đun nóng lên cùng lúc, hãy điều tra điều kiện làm mát và môi trường chung trước. Nếu một mô-đun nóng hơn đáng kể so với các mô-đun khác, một vấn đề về mô-đun địa phương, kết nối, cảm biến hoặc luồng không khí cần được chú ý.

3. Hệ thống HVAC BESS có thể đang hoạt động nhưng vẫn cung cấp làm mát không đủ không?

Có. Một đơn vị HVAC có thể hoạt động liên tục trong khi cung cấp làm mát không đủ dobộ trao đổi nhiệt bẩn, luồng không khí bị chặn, sự suy giảm của các thành phần, nhiệt độ môi trường cao, hoặc công suất làm mát không đủ cho tải nhiệt thực tế.

4. Lắp đặt tủ pin không đúng có thể gây ra quá nhiệt không?

Có. Khoảng cách không đủ, thông gió bị chặn, tuần hoàn không khí nóng trực tiếp, nguồn nhiệt gần đó, hoặc vị trí tủ kém có thể làm giảm khả năng thải nhiệt ngay cả khi thiết bị làm mát bên trong tủ hoạt động bình thường.

5. Dữ liệu nào nên được thu thập khi BESS báo động nhiệt độ cao?

Ghi lạinhiệt độ môi trường, phân bố nhiệt độ gói/ô, công suất sạc hoặc xả, nhiệt độ đầu vào/đầu ra của HVAC, trạng thái quạt, cảnh báo làm mát, tình trạng bộ lọc, khoảng cách tủ, và xu hướng nhiệt độ trước và trong sự kiện.