یک محفظه دوجداره با پیکربندی صحیح می‌تواند به تنظیم بهتر دما، ایمنی و طول عمر عملیاتی کابینت باتری کمک کند. اصل این است که یک جریان تهویه کنترل‌شده بین دیوارها فراهم شود که امکان دفع گرما از عناصر مهم را بدون قرار گرفتن مستقیم سیستم باتری در معرض محیط خارجی فراهم کند. در صورتی که کابینت‌های باتری در فضای باز استفاده می‌شوند، چنین طراحی محافظت بیشتری در برابر آب، گرد و غبار، تابش خورشید و آسیب مکانیکی ایجاد می‌کند. برای محفظه‌های کابینت باتری با طراحی سفارشی با ما تماس بگیرید.

کابینت باتری دو جداره چیست؟

کابینت باتری دو جداره شامل یک محفظه داخلی و خارجی است که حجم بین آنها یک حفره هوا یا کانال حرارتی تشکیل می‌دهد.

دیواره داخلی وظیفه محافظت از باتری‌ها، قطعات الکتریکی و کنترل‌کننده‌ها را بر عهده دارد. دیواره خارجی به عنوان یک سپر محیطی خارجی عمل می‌کند. بسته به نیازهای خاص کاربرد، حفره هوا می‌تواند به صورت طبیعی یا مصنوعی تهویه شود.

چنین رویکردی برای سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی در فضای باز که در آن‌ها کابینت باید تحت شرایط تولید گرمای داخلی و نوسانات دمای خارجی کار کند، بسیار مفید است.

نحوه عملکرد کانال تهویه

مفهوم آن نسبتاً ساده است. هوا از طریق دهانه‌ای در قسمت پایین محفظه بیرونی وارد می‌شود، از کانال عبور می‌کند، گرما را از سطح بیرونی محفظه داخلی می‌گیرد و از طریق دهانه بالایی خارج می‌شود.

این یک سیستم جریان هوای ثابت را تشکیل می‌دهد.

رایج‌ترین ویژگی‌های سیستم تهویه غیرفعال به شرح زیر است:

• دهانه ورودی هوا در پایین
• خود کانال تهویه
• سطح انتقال حرارت
• دهانه برای هوا در بالا
• پرده یا توری محافظ
• دستگاه‌های آب‌بندی و زهکشی

با گرم‌تر شدن هوا در کانال، چگالی آن کاهش می‌یابد و هوا به طور طبیعی به سمت بالا جریان می‌یابد. این امر باعث ایجاد اثر دودکشی می‌شود و امکان دفع گرما را بدون استفاده از فن فراهم می‌کند.

با این حال، راندمان تهویه طبیعی به شدت به هندسه کابینت، اختلاف دما، اندازه دهانه و مقاومت هوا بستگی دارد.

عوامل مهم طراحی

۱. عرض کانال برای تهویه

فضای بین دیوارهای داخلی و خارجی باید به اندازه کافی عریض باشد تا جریان هوا به طور مداوم برقرار باشد، اما نباید خیلی عریض باشد.

یک کانال باریک ممکن است منجر به مقاومت بالا در برابر جریان هوا شود. فضای بیش از حد عریض، اندازه کابینت را بزرگتر کرده و میزان مواد مورد استفاده را بدون ارائه مزایای حرارتی بیشتر افزایش می‌دهد.

بنابراین، یک عرض کانال ایده‌آل باید بر اساس معیارهای زیر انتخاب شود:

• اندازه کابینت
• میزان گرمای تولید شده توسط باتری‌ها
• محدوده دمایی مورد نظر
• جهت جریان هوا
• دمای محیط در فضای باز
• سیستم تهویه مورد استفاده (اجباری/غیرفعال)

۲. محل باز شدن ورودی و خروجی هوا

محل سوراخ‌های تهویه تأثیر زیادی بر عملکرد سیستم دارد.

در صورت تهویه طبیعی، سوراخ ورودی معمولاً در نزدیکی قسمت پایین قرار می‌گیرد، در حالی که دهانه خروجی نزدیک‌تر به بالای محفظه قرار دارد. این امر باعث می‌شود هوای گرم شده به سمت بالا از طریق کانال تهویه عمودی جریان یابد.

دریچه‌های تهویه باید به گونه‌ای ساخته شوند که احتمال ورود باران به داخل کابینت را به حداقل برسانند.

دریچه‌های هوا می‌توانند به سمت پایین کج شوند یا پشت سازه‌های محافظ نصب شوند، در حالی که باید مسیرهای زهکشی فراهم شود تا آب بارانی که وارد ناحیه تهویه بیرونی می‌شود، نتواند به محفظه باتری برسد.

۳. به حداقل رساندن خطر اتصال کوتاه جریان هوا

یکی دیگر از اشتباهات رایج در طراحی این است که هوای ورودی مستقیماً به داخل اگزوز جریان می‌یابد، بدون اینکه از سطوح انتقال حرارت عبور کند.

کانال تهویه باید جریان هوا را روی عناصر خنک شده افزایش دهد.

این امر می‌تواند با قرار دادن پارتیشن‌های داخلی، صفحات راهنما و سوراخ‌های مناسب حاصل شود.

از نظر مهندسی، سوراخ‌های تهویه به تنهایی کافی نیستند - کل مسیر جریان هوا باید طراحی شود.

تهویه غیرفعال در مقابل تهویه اجباری

در کابینت‌های باتری دو جداره می‌توان تهویه غیرفعال یا تهویه اجباری داشت.

تهویه غیرفعال ساختار نسبتاً ساده‌ای دارد و نیازی به فن و برق ندارد. این گزینه برای کاربردهایی با بار حرارتی متوسط ​​و دماهای در محدوده قابل قبول مناسب است.

تهویه اجباری به معنای استفاده از فن است. این نوع تهویه کنترل بیشتری را فراهم می‌کند و ممکن است برای سیستم‌های باتری با توان بالاتر قابل استفاده باشد.

با این حال، تهویه اجباری چالش‌های دیگری در ارتباط با فن‌ها دارد، مانند:

• خرابی فن
• جمع آوری گرد و غبار
• سر و صدا
• مصرف انرژی
• تعمیر و نگهداری
• امتیاز IP

راه‌حل ترکیبی ممکن است برای برخی از سیستم‌های باتری اعمال شود. ساختار دو جداره، سطح اولیه‌ای از حفاظت حرارتی را فراهم می‌کند، در حالی که فن‌ها هنگامی که دمای داخلی برابر با مقدار تعیین شده می‌شود، شروع به کار می‌کنند.

ساخت دیوار دوجداره و محافظت در فضای باز

مدیریت گرما تنها انگیزه برای استفاده از محفظه دوجداره نیست.

یک دیوار بیرونی همچنین می‌تواند به محافظت از کابینت داخلی در برابر اثرات مستقیم نور خورشید کمک کند. در شرایط تابش شدید نور خورشید، سطح فلزی بیرونی ممکن است بسیار گرمتر از جو اطراف شود. شکاف تهویه بین دیوارها تضمین می‌کند که گرما مستقیماً به محفظه باتری منتقل نمی‌شود.

همچنین می‌توان از یک سازه دوجداره برای محافظت در برابر موارد زیر استفاده کرد:

• باران
• گرد و خاک
• تابش UV
• ذرات بادبرد
• تأثیر
• خوردگی

سطح حفاظت ارائه شده به ساخت کابینت به طور کلی بستگی دارد.

مواد و ساختار

دیوارهای بیرونی و داخلی بسته به کاربرد می‌توانند از موادی مانند فولاد گالوانیزه، فولاد ضد زنگ یا آلومینیوم ساخته شوند.

در مورد محفظه‌های باتری در فضای باز، عملیات سطحی این سازه‌ها نیز بسیار مهم است. استفاده از پوشش پودری، عملیات ضد خوردگی و درزگیرهای مناسب، طول عمر محفظه را افزایش می‌دهد.

سازه باید ضمن تأمین تهویه لازم، مقاومت مکانیکی کافی داشته باشد.

اتصالات کابل، درها، لولاها، سیستم قفل و نقاط تهویه باید از مراحل اولیه طراحی در نظر گرفته شوند. گنجاندن نقاط تهویه پس از ایجاد سازه ممکن است منجر به برخی نقاط نامطلوب شود.

طراحی سفارشی برای محفظه کابینت باتری

کابینت‌های باتری لزوماً محصولات استانداردی نیستند. الزامات متنوعی در مورد ساختار محفظه برای انواع مختلف سلول‌های باتری، طراحی BMS، تجهیزات PCS، سیستم خنک‌کننده و محیط‌ها وجود خواهد داشت.

At HighJouleطراحی سفارشی برای محفظه‌های کابینت باتری می‌تواند بر اساس نیازهای پروژه ارائه شود. این شامل اندازه کابینت، دیوارهای دوجداره، طراحی کانال تهویه، محل‌های ورودی و خروجی هوا، ساختار نصب داخلی، درها، ورودی کابل و پرداخت بیرونی می‌شود.