Wichtige Konstruktionsmerkmale von Energiespeichersystemen für Gewerbe und Industrie – PACK-Struktur

Die strukturelle Auslegung von Energiespeicher-Packs spielt eine entscheidende Rolle für die Sicherheit, Leistungsfähigkeit, Wirtschaftlichkeit und Anpassungsfähigkeit des Batteriesystems an verschiedene Anwendungsszenarien. Der Konstruktionsprozess muss mehrere Schlüsselkriterien erfüllen, darunter Fertigungsprozess und Montagefähigkeit, strukturelle Festigkeit, Umweltverträglichkeit, Sicherheits- und Wärmeschutz.

 

 

I. Fertigungsprozess und Montagekonstruktion

Die Konstruktion von Energiespeichersystemen muss spezifische Kriterien hinsichtlich Fertigung und Montage erfüllen. Gängige Fertigungsverfahren für Strukturbauteile sind Stanzen, Spritzgießen, Gießen, Schmieden und Schweißen.

Wichtige Überlegungen:

• Herstellungsprozess:
  • Produktionsanlagen, Serienfertigung, Modellierung, Bearbeitungsgenauigkeit, Wärmebehandlung und Kosten.
  • Bei der Konstruktion müssen diese Faktoren vollständig berücksichtigt werden, um die Herstellbarkeit zu gewährleisten.
• Montagefähigkeit:
  • Die Fähigkeit von Strukturbauteilen und ihren Montageelementen (Teilen oder Unterbaugruppen), sich leicht montieren zu lassen.
• Sinnvolles Layout:
  • Das Gesamtkonzept des Energiespeichersystems sollte einfach sein und in überschaubare Komponenten unterteilt werden.
• Zuverlässigkeit und Sicherheit:
  • Das Design sollte auf bewährten und ausgereiften Strukturen basieren, um Zuverlässigkeit zu gewährleisten.

II. Tragwerksplanung

Der Lebenszyklus eines Energiespeicherprodukts umfasst Herstellung, Transport, Inbetriebnahme und Betrieb/Wartung. Jede Phase erfordert spezifische Richtlinien für die strukturelle Festigkeitsauslegung.

Wichtige Phasen:

1. Fertigungsphase:
   • Fokus auf Produktionseffizienz und Sicherheit beim Kurzstreckentransport (z. B. Bewegen, Handhaben, Heben).
   • Hauptlast: Vertikale Erdbeschleunigung.
2. Transportphase:
   • Beinhaltet See-/Lufttransport, Straßentransport und Kurzstreckentransporte im Gelände.
3. Inbetriebnahmephase:
   • Beinhaltet das Anheben und Positionieren von Ausrüstung.
   • Mit zunehmender Integration steigt die Systemleistung von 1-2 MWh auf 3-6 MWh.
4. Betriebs- und Wartungsphase:
   • Die Konstruktion muss auch unter rauen Umgebungsbedingungen während des Betriebs und der Wartung standhalten.

III. Umweltadaptives Design

Das Energiespeichersystem muss den örtlichen Umwelt- und Lebenszyklusrichtlinien entsprechen. Die Bauteile müssen Regen, Schnee, Salznebel und anderen Witterungseinflüssen standhalten.

Wichtige Überlegungen:

• Klimatische Umgebung:
  • Anforderungen an den Salzsprühtest: ≥96 Stunden (kann für raue Umgebungen auf 168-480 Stunden oder 720 Stunden verlängert werden).
• Betriebsumgebung im Freien:
  • Die Konstruktion muss den IP-Schutzartenrichtlinien entsprechen (z. B. IP54 für allgemeine Systeme, IP55+ für Gebiete mit hohem Wind-, Sand- und Salzsprühnebel).
• Besondere Umweltanforderungen:
  • Stark wind- und sandreiche Gebiete: Wind- und sandbeständiges Design.
  • Hochgebirgsregionen: Wärmeableitungsdesign unter niedrigem Druck.

IV. Sicherheitsdesign

Aufgrund der Komplexität und Variabilität der äußeren und inneren Umgebungsbedingungen ist der Schutz von entscheidender Bedeutung. Bauteile müssen Naturkatastrophen wie Wind, Sand, Steinschlag und Hagel sowie elektromagnetischen Störungen und Temperaturschwankungen standhalten.

Wichtige Überlegungen:

• Prävention interner/externer Auswirkungen:
  • Die Konstruktion muss strukturelle Schäden durch Alterung oder Ausfall von Batteriezellen verhindern.
• Mehrstufiger Schutz:
  • Mehrere Isolations- und Abschaltmechanismen zur Unterbrechung von anormalen Strom-, Spannungs- oder Temperaturschwankungen.

V. Richtlinien für die Auslegung des Wärmeschutzes

Ein thermischer Schutz ist unerlässlich, um den sicheren Betrieb von Energiespeichersystemen zu gewährleisten.

Wichtige Maßnahmen:

• Automatische Feuerlöschanlage:
  • Energiespeicherschränke sollten mit automatischen Feuerlöscheinrichtungen ausgestattet werden.
• Brennbare Gase und Rauchmelder:
  • Früherkennung und Reaktion auf Brandgefahren.
• Löschmittel:
  • Verwenden Sie umweltfreundliche Löschmittel wie Perfluorhexanon oder Sevofluorpropan.
• Wärmemanagement:
  • Flüssigkeits- oder Luftkühlsysteme zur Aufrechterhaltung von Kerntemperaturdifferenzen ≤5℃ (≤10℃ bei Luftkühlung).
• Umweltanpassungsfähigkeit:
  • Betrieb bei -20℃ bis +50℃, Höhe ≤2000 m und relativer Luftfeuchtigkeit ≤95%.
• Temperaturanstiegsgrenze:
  • Die Normen für Temperaturanstiegsgrenzwerte einhalten.
• Aktive Brandbekämpfung:
  • Bei einem thermischen Durchgehen aktiv eingreifen, um Systemverluste zu minimieren.

Fazit

Die strukturelle Auslegung von Energiespeicher-Packs ist ein umfassender Prozess, der Sicherheit, Leistungsfähigkeit und Anpassungsfähigkeit für verschiedene Anwendungsszenarien gewährleistet. Durch die Einhaltung von Richtlinien für Fertigung, Festigkeit, Umweltschutz, Sicherheit und Wärmeschutz erreichen Energiespeichersysteme optimale Zuverlässigkeit und Effizienz.

 

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