Soluções personalizadas de refrigeração ESS: placas frias líquidas, tubos e manifolds
As soluções de refrigeração da Trumonytechs para sistemas de armazenamento de energia (ESS) são os componentes responsáveis pelo fluxo de calor e pela circulação do fluido refrigerante: placas frias, tubos de alumínio para refrigeração, coletores de distribuição e materiais de interface térmica. A configuração das placas frias é definida de acordo com o formato das células durante a revisão do projeto, e a geometria dos canais segue a carga térmica máxima e a queda de pressão admissível. Fornecemos placas frias projetadas especificamente para a geometria do seu pacote de baterias, com análise CFD realizada antes da fabricação das ferramentas e produção em volume liberada após a aprovação da amostra. Os materiais de interface térmica são provenientes de modelos já disponíveis.
Envie o formato da célula e a carga térmica máxima por célula e por pacote: a configuração da placa fria é alinhada ao primeiro, e o segundo é a entrada principal para o dimensionamento do caminho do fluxo.
Líquido ou ar: quais instalações de armazenamento de energia precisam de resfriamento líquido?
As instalações de armazenamento de energia quase sempre precisam de resfriamento líquido ativo quando operam em ciclos de alta taxa C, ficam ao ar livre ou em contêineres, ou operam em escala de concessionária. No nível do pacote de baterias, o resfriamento líquido é escolhido em vez do resfriamento a ar quando a diferença de temperatura (ΔT) entre as células fica abaixo de 3–5 °C ou a carga térmica por unidade de área ultrapassa um determinado limite.
Um dos dois fatores que levam à escolha do resfriamento líquido em vez do resfriamento a ar: uma diferença de temperatura (ΔT) entre células mais precisa do que essa faixa.
- Os limites passivos se mantêm.
A convecção natural ou um dissipador de calor já dão conta da carga térmica.
- Não há espaço para hardware de loop.
O projeto não prevê espaço para uma bomba, um reservatório e um trocador de calor.
- Fluido e metal se chocam
O fluido de trabalho é incompatível com alumínio ou cobre.
Sistemas de backup de baixa densidade em temperaturas ambientes moderadas podem ser adequadamente atendidos por resfriamento a ar, e verificamos isso na análise técnica inicial, em vez de optar por um circuito líquido por padrão. O armazenamento em escala de rede exige resfriamento de alta confiabilidade, os sistemas comerciais e industriais requerem controle preciso de temperatura, e o armazenamento solar e eólico precisa tolerar taxas de carga variáveis e amplas faixas de temperatura ambiente. As opções de resfriamento a ar, líquido e por imersão são comparadas em nosso guia. gerenciamento térmico de armazenamento de energia industrial.
Soluções de refrigeração ESS por formato de célula: Tipos de placa fria e componentes do circuito de refrigeração
As placas frias do ESS são configuradas no formato de célula durante a revisão do projeto, e as peças de roteamento do fluido refrigerante e materiais de interface Os detalhes ao redor deles estão representados nos quatro cartões abaixo.
Placas frias em forma de tubo de serpentina — células cilíndricas
Um percurso serpentino corre em contato axial direto com as carcaças das células, com vazão, diâmetro do tubo e geometria de contato dimensionados de acordo com a carga térmica confirmada e a meta de uniformidade.
Placas frias de microcanais — células em forma de bolsa
Uma maior área de transferência de calor por unidade de espessura da placa atende aos rigorosos orçamentos de altura Z e à temperatura uniforme em toda a face da célula; a limpeza do circuito é confirmada durante a inspeção.
Tubos de refrigeração, coletores e conjuntos soldados
Tubos de refrigeração de alumínio, coletores de distribuição de líquido, conjuntos de refrigeração soldados e estruturas de integração de interface térmica transportam o fluido refrigerante entre os módulos da bateria e o sistema de troca de calor. Suas dimensões, tipos de juntas e classificações de pressão não estão publicados nesta página, portanto, especifique o volume e o tipo de conexão desejados na solicitação de cotação.
Materiais de interface térmica
Almofadas de vedação, géis descartáveis, graxa de silicone, adesivo estrutural e composto de encapsulamento, cada um com sua própria posição listada na tabela abaixo.
Para células prismáticas, a construção da placa fria é confirmada na primeira revisão do projeto. As figuras são esquemáticas; as dimensões da placa de resfriamento a água mostradas na página são exemplos e não limites.
Para células cilíndricas e tipo pouch, o formato já indica uma construção: placas de tubos serpentina para células cilíndricas, placas de microcanais para células tipo pouch com limite de altura Z restrito. A escolha de um tipo incorreto antes da fabricação das ferramentas acarreta resistência térmica, penalidades na queda de pressão e problemas de compatibilidade de interface; portanto, alinhamos a configuração ao formato da célula na primeira revisão do projeto.
Mistura de fluido refrigerante, liga metálica e material de interface para placas frias de sistemas de armazenamento de energia (ESS)
A composição química do fluido refrigerante precisa ser verificada logo no início para uma placa fria de um sistema de armazenamento de energia (ESS), pois a proporção água-glicol ou o uso de fluido alternativo alteram os parâmetros de condutividade térmica, viscosidade e queda de pressão. A especificação da placa fria do ESS lista alumínio 3003 e brasagem a vácuo, enquanto alumínio 1060 e cobre aparecem apenas na faixa mais ampla de especificações. placa de arrefecimento de água página.
| Família TIM | Forma | Condutividade listada | Posição em um pacote ESS | Aplicação | Isolamento elétrico |
|---|---|---|---|---|---|
| Almofada térmica condutora 30101 | Almofada de silicone, 0,4–10 mm | 1,5–8,0 W/m·K, 5 modelos | Células prismáticas ou cilíndricas; placas tubulares serpentiformes | Colocação manual; sem reforço ou com reforço | Sim; >6 a >12 kV/mm por modelo |
| Gel termocondutor 30102 | Gel de silicone de duas partes | 1,5–8,0 W/m·K, 6 modelos | Lacunas que exigem baixa tensão de montagem | Dosagem automatizada; cura à temperatura ambiente ou por aquecimento. | Sim; 8 kV/mm |
| Graxa de silicone 30108 | Pasta não curativa | 3,5–5,0 W/m·K, 3 modelos | Não especificado nos dados do modelo | Dispensar ou imprimir | Somente o modelo 0350 |
| Adesivo estrutural 30107 | Poliuretano bicomponente, 1:1 | 2,05 W/m·K (ASTM D5470) | Fixa as células à placa fria. | Cura completa em 7 dias a 23 ± 2 °C. | Sim; 14–16 kV/mm |
| Substrato para vasos 30103 | Silicone bicomponente, misturado à mão | 0,8–4,0 W/m·K, modelos listados | Enchimento, isolamento e encapsulamento de módulos | Misturar, desgaseificar, colocar em pote; cura à temperatura ambiente ou em estufa. | Sim; 10 kV/mm listado para 0080 |
A condutividade é medida de acordo com a norma ISO 22007-2, exceto para o modelo 30107, que é medido de acordo com a norma ASTM D5470; os intervalos de medição abrangem apenas os modelos listados. Todas as cinco famílias possuem classificação de inflamabilidade UL 94 V-0, e as séries de gel, graxa e encapsulamento também possuem formulação em conformidade com a diretiva RoHS.
As almofadas são adequadas para juntas colocadas manualmente e podem receber uma camada de reforço quando uma peça grande precisa de maior resistência. Os géis são adequados para linhas de dispensação automatizadas, onde as células devem sofrer baixa tensão de montagem. A escolha entre as cinco famílias faz parte da análise do projeto térmico e não é cobrada separadamente.
Duas verificações de compatibilidade são feitas logo no início: as peças de alumínio e cobre permanecem em circuitos de refrigeração separados, e a concentração de glicol é ajustada à liga da placa, já que algumas concentrações aceleram a corrosão em certos tipos de liga.
Ferramentas, Volume e Alterações Tardias: As Alavancas de Custo no Resfriamento Líquido de Sistemas de Armazenamento de Energia
As ferramentas para placas frias ESS dependem do processo: um protótipo usinado em CNC não precisa de ferramentas, enquanto uma placa de produção estampada requer uma matriz específica. A seleção do tipo de placa fria também leva em consideração a carga térmica, o tamanho da placa, o espaço disponível, o volume de produção e o custo. Quando uma entrada é alterada após a construção de um protótipo, a mudança pode custar mais tempo e material do que resolvê-la na revisão do projeto. Os preços e custos de ferramentas não são publicados nesta página; os orçamentos são baseados no seu desenho ou dimensões de contorno, carga térmica e volume anual esperado.
Os orçamentos para placas frias incluem feedback de DFM (Design for Manufacturing - Projeto para Manufatura) sem custo adicional: anexe o desenho com a carga térmica máxima, a mistura do fluido refrigerante e o volume anual esperado.
Escopo de alimentação e interface da bomba em um circuito de resfriamento de sistema de armazenamento de energia
Os componentes Trumonytechs abrangem o circuito ESS desde a placa fria até o coletor, e a revisão do projeto os vincula à sua bomba por meio do orçamento de perda de pressão.
As peças listadas acima, além da revisão do projeto térmico e da simulação CFD, também estão incluídas no escopo. Componentes estruturais de contêineres e racks para sistemas de refrigeração líquida também constam na lista; suas especificações não estão publicadas nesta página.
A queda de pressão máxima permitida determina a geometria do canal e a distribuição do fluxo, portanto, ela é verificada em relação à altura manométrica da bomba e do sistema antes da primeira iteração da simulação. A temperatura de entrada e a faixa de vazão definem as condições de contorno térmicas para essa simulação.
Pacotes de veículos elétricos e seleção cruzada de produtos são abordados no gestão térmica da bateria página.
Etapas de aprovação e testes de validação antes da produção em volume de sistemas de armazenamento de energia (ESS).
Os projetos de placas frias e componentes de refrigeração para sistemas de armazenamento de energia passam por cinco etapas, e cada etapa é concluída com a aprovação do cliente. Não iniciamos a produção de ferramentas ou a fabricação até que sua equipe de engenharia tenha aprovado formalmente os resultados da simulação.
Os certificados do sistema de qualidade (ISO 9001, IATF 16949) estão disponíveis mediante solicitação; especifique qual você precisa em sua consulta.
Cada placa fria é testada quanto a vazamentos com hélio, e não é retirada de uma amostra do lote.
Carga mecânica, desempenho térmico, resistência ao fluxo, corrosão interna e corrosão por névoa salina.
Testes de vazamento, pressão e resistência térmica, além de documentação específica do cliente, antes da liberação do volume.
A inspeção de chapas frias de saída inclui uma verificação por CMM (Máquina de Medição por Coordenadas) que abrange a planicidade da interface térmica e um teste de ruptura hidrostática acima da pressão de trabalho nominal. Relatórios de inspeção da primeira peça e verificações visuais e metalográficas em soldas e juntas brasadas completam o conjunto. A documentação dos testes de desenvolvimento da chapa fria é fornecida para programas de qualificação de fornecedores. O desenvolvimento da chapa fria também gera um desenho 2D com as principais dimensões da interface, o conceito do canal de fluxo e do conector, e um resumo da avaliação térmica e de fluxo por CFD (Dinâmica dos Fluidos Computacional), com protótipos CNC testados e iterados antes da validação.
- Revisão do projeto térmicoO cliente confirma as informações inseridas.
Verificação de viabilidade do formato da célula, carga térmica, metas de temperatura e geometria da embalagem, antes de qualquer trabalho de projeto.
- simulação CFDResultados analisados pelo cliente
A distribuição do fluxo, as previsões de uniformidade da temperatura e as estimativas de queda de pressão sob as condições de entrada definidas foram revisadas antes da fabricação das ferramentas.
- Fabricação de protótiposCronograma confirmado
O processo só começa após a aprovação da simulação, com o prazo de entrega confirmado pelo tipo e geometria da placa fria.
- Validação de amostraAprovação do cliente
A aprovação formal da amostra validada é necessária antes da próxima etapa.
- Produção em grande escalaA produção começa
O processo começa assim que a amostra validada receber sua aprovação.
A soldagem por fricção, a brasagem a vácuo, a estampagem, a extrusão e a usinagem CNC compõem a gama de processos de revestimento a frio.
As listas de inspeção e teste acima abrangem placas frias. Os itens de inspeção e os documentos de envio para tubos e manifolds de refrigeração não estão publicados nesta página; portanto, solicite-os com sua solicitação de cotação.
O que enviar, cronograma do protótipo e documentos de envio para placas frias ESS
Uma análise do projeto térmico para placas frias de sistemas de armazenamento de energia (ESS) começa com cinco parâmetros, sendo a carga térmica máxima o principal deles para o dimensionamento do fluxo de calor e os cálculos de uniformidade de temperatura. O formato e a quantidade de células, as dimensões e o layout do conjunto de células, bem como a temperatura máxima desejada para cada célula e o ΔT (variação de temperatura), completam o resumo.
- Carga térmica máxima, por célula e por pacote.
- Tipo e concentração do líquido de arrefecimento
- Faixa de temperatura e vazão de entrada
- queda de pressão máxima permitida
- Restrições de material de interface do seu fornecedor de células ou BMS
- protótipo CNCGeralmente de 2 a 3 semanas
Prazo de entrega para protótipos de placas frias usinadas por CNC após a confirmação do projeto.
- Protótipo usinadoDefinido para revisão de projeto
Construções estampadas e outras que utilizam ferramentas levam mais tempo, com o cronograma confirmado na revisão do projeto.
- Produção em grande escalaApós a aprovação da amostra
O prazo de entrega depende da geometria da placa, dos requisitos de ferramental e do planejamento da produção, sendo confirmado após a definição do formato da célula e das dimensões da embalagem.
As placas frias são embaladas e seladas com dessecante, as portas são fechadas com tampões de vedação para evitar contaminação por partículas, e grandes encomendas são enviadas em caixas de madeira.
As remessas de chapas frias incluem certificado de conformidade, ficha técnica, certificado de fábrica e lista de embalagem. Declarações RoHS e REACH e comunicação de SVHC estão disponíveis mediante solicitação, e a composição do material permite a submissão do IMDS.
Perguntas de integradores de sistemas de armazenamento de energia sobre componentes do circuito de refrigeração
A revisão do sistema de resfriamento do ESS pode começar antes que nosso fornecedor de células defina os parâmetros finais?
Sim. Descrever o tipo de célula e a temperatura alvo do sistema é suficiente para iniciar uma troca técnica útil. Os valores confirmados podem ser compartilhados primeiro, e as variáveis em aberto são identificadas antes de prosseguir com a definição do escopo. É de se esperar que os resultados da CFD baseados em valores estimados ou provisórios mudem quando os parâmetros finais da célula forem definidos.
Quais entradas geralmente mudam de posição tardiamente e o que acontece quando isso ocorre?
O tipo e a concentração do fluido refrigerante, assim como a temperatura de entrada, são os dois fatores com maior probabilidade de sofrer alterações tardias. A temperatura de entrada define o limite térmico para a simulação, e a mistura do fluido refrigerante altera as metas de queda de pressão. Um caminho de fluxo dimensionado com base em valores assumidos pode não atingir a meta de uniformidade na primeira execução, razão pela qual ambos são sinalizados para confirmação antecipada.
As suas soluções de refrigeração ESS incluem a bomba e o permutador de calor?
Seu integrador de sistemas ou fornecedor de BOS (Balance of System) normalmente fornece a bomba e o trocador de calor externo. A orientação sobre a integração das placas frias, tubos e manifolds com esse hardware de balanceamento do sistema é dada durante a revisão do projeto térmico, na mesma etapa em que a configuração da placa fria é alinhada ao formato da sua célula.
Como é garantida a consistência entre lotes em pedidos de grande volume?
As principais dimensões da placa fria são controladas por meio de controle estatístico de processo em relação às metas CPK, e cada lote é enviado com uma etiqueta de rastreabilidade completa. A produção em volume também só começa a partir de uma amostra aprovada pela sua equipe de engenharia. Os controles de lote equivalentes para tubos e manifolds não são publicados nesta página.
Qual é a quantidade mínima de placas frias e componentes do circuito ESS para encomenda?
A quantidade mínima depende da etapa e do processo. Amostras e protótipos de chapas frias aceitam quantidades flexíveis; na produção, uma chapa estampada com matriz própria tem um limite mínimo de quantidade maior do que uma chapa usinada por CNC ou por FSW (soldagem por fricção). A quantidade mínima de encomenda (MOQ) para produção é confirmada após a análise do desenho e da previsão de volume anual. As quantidades mínimas para tubos e manifolds não são publicadas nesta página.
Nossos programas UL 9540 ou IEC 62933 aceitam seus documentos de qualidade?
A aceitação depende dos critérios de qualificação de fornecedores do seu programa e deve ser confirmada logo no início das negociações comerciais. Certificados de sistemas de qualidade (ISO 9001, IATF 16949) estão disponíveis mediante solicitação. A norma UL 9540 abrange sistemas e equipamentos de armazenamento de energia, e a norma IEC 62933 abrange sistemas de armazenamento de energia elétrica; portanto, a documentação esperada de um fornecedor de componentes deve ser verificada antes do início da negociação.
Os termos de garantia, pagamento, envio e acordo de confidencialidade são divulgados?
As condições de garantia, pagamento, inspeção por terceiros, prazos de entrega, impostos de importação, suporte pós-venda e termos de confidencialidade não estão publicados nesta página. Solicite as informações necessárias junto com sua solicitação de cotação. O prazo de entrega e os impostos dependem do porto e país de destino e serão confirmados na cotação.
