4月2-4日，儲能國際峰會暨展覽會(ESIE)”是在國家能源局科技裝備司指導(dǎo)下，在中關(guān)村管委會、中國能源研究會支持下，由中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟(CNESA)打造的儲能產(chǎn)業(yè)專業(yè)品牌會展。集中展示儲能全產(chǎn)業(yè)鏈的領(lǐng)頭企業(yè)的先進(jìn)技術(shù)、產(chǎn)品與項(xiàng)目，是儲能企業(yè)提供與政策制定者、規(guī)劃者、電網(wǎng)管理者、世界大型電力公司面對面交流的機(jī)會，是專業(yè)觀眾、參會代表和展商溝通交流，實(shí)現(xiàn)儲能技術(shù)商業(yè)化的重要平臺。

銀隆新能源國際儲能研究院院長Brad Hanauer在主題論壇上做演講。以下是演講詳情：

首先向大家介紹一下熱管理在大規(guī)模鋰離子電池系統(tǒng)中的重要性，這是我們的一個(gè)產(chǎn)品，而且也是逐步發(fā)展市場上急需的產(chǎn)品，所以有些時(shí)候被人們所忽視。我想熱管理也是我們未來加以重視一點(diǎn)，首先介紹一下altalrnano，有助于了解電池起作用的過程。

接下來介紹一下熱管理所面臨的挑戰(zhàn)，熱的路線圖以及熱的產(chǎn)生，以及熱轉(zhuǎn)移的一些特征，另外對于熱管理的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，首先介紹一下altalrnano，altalrnano事實(shí)上德國一個(gè)州，我們生產(chǎn)在中國的邯鄲，從一個(gè)礦產(chǎn)起家的。在2005年進(jìn)行鋰電子的開發(fā)，后來銀隆獲取大部分的股份，2008年我們已經(jīng)私有化，現(xiàn)在百分之百屬于銀隆集團(tuán)。

在altalrnano，我們主要投資并且生產(chǎn)高性能的納米鋰電池材料，提供高性能的電池系統(tǒng)以及科技，同時(shí)我們提供可再生的電網(wǎng)，包括工業(yè)、交通商業(yè)解決方案。比如說在這里看到一些儲能的系統(tǒng)，這也是我們在全世界的儲能系統(tǒng)。總的來說，我們也是受頻次監(jiān)管一個(gè)產(chǎn)品，在并網(wǎng)過程中有很多的項(xiàng)目，我們在PGM，在美國有三個(gè)系統(tǒng)，在不同的島上，在夏威夷的島上，當(dāng)然也有一些挑戰(zhàn)。另外我們在丹麥有我們的系統(tǒng)，另外在中國江北也有我們并網(wǎng)的項(xiàng)目。

altalrnano我們這個(gè)ALT關(guān)鍵技術(shù)是什么呢?首先最重要是安全，我們有一個(gè)非常長的循環(huán)和上面的周期，可以說是2.5萬+的周期。同時(shí)可以看到電網(wǎng)級別的這樣一個(gè)層面上，我們是3-6倍，比普通的鋰電池實(shí)現(xiàn)深度的充放電。

另外我們的運(yùn)營溫度的范圍是零下40度或者到65度，我們強(qiáng)調(diào)低溫的充放能力，我們比其它的鋰電池有優(yōu)勢的，因?yàn)樵诘蜏叵缕渌囯姵厥怯袉栴}的。但是我們技術(shù)充電的速度跟耗電的速度可以基本上一致。另外我們可以實(shí)現(xiàn)接近超電容器性能表現(xiàn)，然后在10秒鐘能夠上升到是5C，另外就是壽命，壽命可以在20年以上，然后生命周期的退化是小于2%。另外的話，我要談一下這個(gè)電池系統(tǒng)它的功能，也就是說在儲能系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)候的話，都要哪些方面。我非常喜歡這個(gè)概念的話，就是一個(gè)叫能量緩沖系統(tǒng)，就是說，首先來說這個(gè)儲電儲盡可能的電，我們也需要把電能移進(jìn)移出，我們需要功率，意味著產(chǎn)生熱。因此的話，我們就需要一個(gè)能量緩沖的系統(tǒng)，而且它系一個(gè)更加有用的一種范式，我們要理解能量和功率之間的平衡，針對不同的應(yīng)用。

當(dāng)我們在設(shè)計(jì)的時(shí)候，我們要強(qiáng)調(diào)熱管理，我相信如果在這個(gè)市場上現(xiàn)貨的價(jià)值，想產(chǎn)生能夠給你回報(bào)的市場，你就必須強(qiáng)調(diào)能量的進(jìn)出，不光是儲能，還要強(qiáng)調(diào)能量進(jìn)出的問題。所以說我堅(jiān)信最有效的設(shè)計(jì)，要有最高的所謂能量的通量。這樣的話，你強(qiáng)調(diào)管理，才能從這里面獲得更大的價(jià)值。

這是一個(gè)路線圖，也是非常重要的一點(diǎn)，大家要關(guān)注這一點(diǎn)。第三點(diǎn)，不是跟電池系統(tǒng)有關(guān)系的，但是的話，沒有它也不完整。第一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，要知道產(chǎn)生多少熱，要想做到這一點(diǎn)的話，我們要做非常好的特點(diǎn)的分析。包括由于壽命的老化帶來一些效應(yīng)，還有我們要做工作周期做分析。另外的話，它會對電池內(nèi)部的話帶來什么樣的熱的變化，包括在充電的狀態(tài)當(dāng)中，還有順便熱的特點(diǎn)，要把這個(gè)放在工作周期里面，要了解熱的表現(xiàn)是什么樣的?一旦我們了解這方面，了解了電池系統(tǒng)內(nèi)部熱的變化，我們要做高效率的設(shè)計(jì)，來保證整個(gè)電池系統(tǒng)都有安全的問。我們就要設(shè)計(jì)一個(gè)并行的電路來進(jìn)行熱排斥，而且的話，我們要采用FEA跟CFD的工具，有多少熱會產(chǎn)生的話，我們要了解在靜態(tài)狀態(tài)時(shí)候，熱會產(chǎn)生多少，同時(shí)的話，我們也要了解在充電的時(shí)候，它的電池的內(nèi)部阻抗是什么樣的，還有要分析電池的內(nèi)部阻抗跟溫度之間的關(guān)系，另外我們也要了解電池的開放線路它的電壓跟SOC之間的關(guān)系。我們要了解電池內(nèi)部阻抗跟OCV變化，由于壽命的變化的情況。同時(shí)的話要做工作周期的分析，以及所需功率跟時(shí)間之間的關(guān)系，以及帶來的電池SOC的結(jié)果，電壓、電流等等。

我們在這里面就列出來我們所分析獲得一些數(shù)據(jù)，我們看到電壓的曲線，當(dāng)我們在內(nèi)部阻抗方面，我們看到有充電跟放電的這一個(gè)阻抗的情況，就能告訴我們這個(gè)溫度變化的情況。整個(gè)矩陣都要放在我們計(jì)算當(dāng)中，在這個(gè)工作周期分析的話，我們就要了解功率相比時(shí)間的變化，我們看到這是非常很小的系統(tǒng)，我們要做600千伏的電壓的分析。這時(shí)候會產(chǎn)生熱，我們把功率相比時(shí)間來了解電壓還有充電狀態(tài)的變化，在左邊我們看到有電壓，這是用藍(lán)線表示的，有兩條紅線的，藍(lán)線表示電壓的變化，是工作周期變化的情況，我們也需要兩條紅線的狀態(tài)的分析。大家可以看到從電壓的角度來講，藍(lán)鏈在我們所要求范圍之內(nèi)，在左邊的話我們看到充電狀態(tài)的時(shí)候電壓的變化。

通過這樣的分析我們可以看到，這個(gè)電池系統(tǒng)看上去在這個(gè)方面來說很合適的，熱怎么樣去逃出，我們要看一下熱傳遞的行為，要了解溫度的分布。我們?nèi)コ@個(gè)熱的時(shí)候都在發(fā)生什么樣的情況，我們要看模塊的水平上的情況，還有穩(wěn)定狀態(tài)下，還有順電狀態(tài)下熱的情況，在靜態(tài)情況下，我們設(shè)計(jì)一個(gè)模型，做了一個(gè)工礦，來了解熱在這個(gè)模塊里面。我們做了一個(gè)模塊，把它設(shè)立起來，讓我們了解來做一些預(yù)告分析，預(yù)告性的分析，來對模型的結(jié)果跟測試的結(jié)果做一個(gè)比較，這是比較的結(jié)果。這樣的話我們有一個(gè)工具可以用來探索不同的工礦，而不需要對這個(gè)工礦做一個(gè)逐個(gè)的測試。

我們也做了一些創(chuàng)新，讓大家看一下結(jié)果。這是一個(gè)叫氣冷的模塊，我們看到它的周邊溫度是41度，我們看一下在整個(gè)的工作周期里面，我們模擬是否跟測試的結(jié)果是一樣的。而且的話，我們也就這個(gè)測試結(jié)果做了一個(gè)公試，公試的細(xì)節(jié)不再講了。我們做了同樣的測試，然后想把這個(gè)測試的結(jié)果放在一個(gè)模型里面，形成低線的系統(tǒng)，包括熱阻抗和熱電容做了一個(gè)聯(lián)系，因此的話我們做了一個(gè)公試。在這個(gè)公試?yán)锩孀雒恳粋€(gè)模塊進(jìn)行考量。如果做整體溫度的情況，你要有不同的參數(shù)，代表模塊的不同地方的參數(shù)，讓我們了解什么地方出現(xiàn)更高的溫度，這個(gè)模型有效性怎么樣?我們看到預(yù)測有12度的溫度的上升，大家看到這個(gè)線是曲曲折折的，但是我們預(yù)測溫度上升12度。結(jié)果溫度上升12.3度，非常重要他們這個(gè)曲線的變化，曲折的變化是非常吻合的。這樣的話，我們就對溫度的預(yù)測的話就更加有信心了，在這個(gè)工作周期里面，這是一個(gè)水冷的模塊。

我們看到藍(lán)線是我們的預(yù)測，紅線是我們實(shí)際測試的結(jié)果，非常復(fù)雜的工作周期里面，我們還是能夠把最高溫度預(yù)測出來，不是靜止?fàn)顟B(tài)下，而是順便的工作情況預(yù)測出來。

我們怎么做到的?看到工作的周期，可以看到溫度的變化，如何把這個(gè)熱去掉，設(shè)計(jì)點(diǎn)在什么地方?因?yàn)闊崾且粋€(gè)變量，有高度變化的，我們?nèi)绾蝸戆阉诺皆O(shè)計(jì)里面，來建立設(shè)計(jì)點(diǎn)，一旦我們了解了復(fù)雜的工作周期跟溫度的變化，然后我們在計(jì)算就是穩(wěn)態(tài)的熱產(chǎn)生，什么樣的形成了最高的溫度，我們就找到設(shè)計(jì)點(diǎn)做一個(gè)熱管理系統(tǒng)，這樣的話，我們就能夠?qū)岬牟▌幼龈玫墓芾恚蠹铱吹竭@里面的數(shù)據(jù)考慮到老化的過程帶來的變化。因此熱管理系統(tǒng)的話，要做得非常好，要考慮到整個(gè)系統(tǒng)的老化的過程帶來熱的變化，溫度的變化。

這是兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，是希望大家記住的，首先的話我們了解電池的特點(diǎn)，熱是如何釋放出去的，如何進(jìn)行管理。然后通過工程設(shè)計(jì)，這里面是一個(gè)例子，我們看到單元里面有哪些點(diǎn)，當(dāng)然這里是共同作用，來實(shí)現(xiàn)這個(gè)熱的釋放。這里面有一個(gè)例子，就是里面放了一些所謂的冷度層，冷度層就是CFEA，讓這個(gè)熱有效的釋放。在這個(gè)系統(tǒng)里面分了很多層，在這個(gè)之間有冷度層，我們來分析，如何來進(jìn)行管理，保證這個(gè)系統(tǒng)里面的溫度有更加平均的分配。作為總結(jié)，就是儲能系統(tǒng)只要帶來經(jīng)濟(jì)價(jià)值能產(chǎn)生熱，這是我的經(jīng)驗(yàn)告訴我的。未來管理熱的話，儲能系統(tǒng)的特點(diǎn)，包括在電池層面上熱的產(chǎn)生，以及局部的熱傳遞的路徑來排斥這些熱。一旦這個(gè)電池跟模塊的特點(diǎn)分析做完了以后，我們在系統(tǒng)的層面上做一些熱管理的設(shè)計(jì)，這方面要特別的關(guān)注，這樣的話對熱管理帶來非常好的效果，謝謝大家。