全浸式液冷储能技术-挑战传统热管理技术
近些年，储能电芯容量越来越大，大量电芯集成工作时发热越来越多，风冷系统的冷却能力已不足以应付储能电池组的散热需求。正如身体需要维持正常温度一样，储能电站也需要稳定的温度。如果温度过高或过低，都将影响储能电站的运行效率和使用寿命。尤其在温度过高的情况下，还有可能引发电芯着火、系统爆炸等安全事故。
全浸没式液冷储能技术，就是满足储能系统散热需求的突破性技术之一。第一阶段，2021年以前，储能市场呈风冷散热“一枝独秀”的局面。“风冷”以空气为媒介，通过空调设备，使空气在电池组中进行不断循环，利用电池模块和空气之间的温差进行热传递。其缺点是散热效果比较差，主要应用于小型民用或者商用储能电站。第二阶段，2021年至今，冷板式液冷散热技术“异军突起”，市场占率不断提升。“液冷”，以液体作为换热媒介，有比空气更高的比热容、更高的导热率，且冷却速度很快，对降低局部最高温度、提升电池模块温度一致性效果显著。所以，液冷越来越受到业界的关注。第三阶段，冷板式液冷和风冷散热“平分秋色”，全浸没液冷散热“大有可为”。传统的冷板式液冷技术存在着局限。因为电芯的发热部位主要是极耳，板式液冷的冷却板是在电芯底部，所以不能直接对极耳进行降温。但是，目前要让液冷板贴着极耳进行冷却降温难度很大，会对电芯温度、电压的测量采集产生影响。随着液冷技术的迭代升级，全浸式液冷技术的诞生，就像忽如一夜春风来，给液冷技术发展带来了新的气息。网上有这样一个比喻，如果把传统的风冷散热比喻成恣意吹风扇，冷板液冷散热比喻为贴着冰块，那全浸没液冷散热就是电芯集体“泡冷水澡”。全浸没液冷散热是将储能电芯直接浸没于冷却液中，使电芯与空气、水分等完全隔离，以到达控制储能电池系统运行温度，实现热管理的目的。全浸没液冷储能技术的运作原理很简单。当冷却液循环流动的时候，一簇簇从底往上流入，一个循环后就向下流出。温度低的从下面流进，温度高的从上面流出，这样就形成了高效的热交换和对流。此过程能够较好地保持电芯温度的一致性，带来较高冷却效率。据南网的实证研究，采用全浸没液冷储能技术后，冷却功率可以降低为原有的50%以下。据业内人士分析，全浸没液冷储能技术在储能系统安全上，起到了很好的防护作用。
首先它彻底地解决电池消防问题，在电池过充过放、短路的情况下均不发生热失控，“这样能够增强电池寿命，减少运维成本。”二是能大幅提升运行温度一致性，使得不同区域之间的电池温差小于2℃，提高电池可用容量和循环寿命；三是大幅提高储能系统箱体能量密度，解决了储能电站用地受限的占地问题；四是集中式冷却技术，提高冷却效率，大幅降低能耗。当然，全浸式液冷还在冷却液的选用、后期的运营维护均存在着一些缺陷。效果还需市场进一步检验。“全浸没式液冷储能的应用进展比我们预想的要快很多，将来也可能会是一种趋势。”在2023SNEC展上，多家企业对全浸没式液冷储能技术拍手言欢。液冷技术的用处很多，不仅限于储能领域，互联网、人工智能和能源等各个领域。可以说，全浸式液冷技术带来的不仅仅是储能领域制冷方式的改变，更将对整个数据生态做出变革。机构预测，到2025年中国液冷数据中心市场整体规模保守估计高达1283亿，而当前相关上市企业还不足10家，成长空间值得想象。目前，有关全浸式液冷技术路线的争议尚在，企业家们不妨转换思维，跳出同台竞争的“直线思维”，实现换道超车。
据了解，目前很多企业在储能热管理方案上大下功夫。天合储能提出的无空调冷却储能系统。据称该方案以耐高温锂电池电芯为核心，通过优化大型储能的仓体结构，来打造通风效果良好的全通畅系统，在白天通过自然风来控制电芯的温差，在晚上或者低温季节，通过脉冲自加热技术为锂电升温，确保整个系统的安全、稳定运行。同样地，锂电池龙头宁德时代近期发布了历时三年打磨而研发成功的零辅源光储融合解决方案。该方案通过自研光储变流器，配合高温电芯技术和自加热技术，以求摆脱传统储能解决方案对冷却系统及其辅助电源的依赖。储能赛道火热，技术也在迭代升级。关于储能热管理的技术和方案可能还会越来越多，但是，究竟哪种技术路线会胜出，最终还要由市场来评判，其中两大因素起着至关重要的作用，一是经济性，二是温控效果。免责声明：内容来源网络，仅供参考学习，版权归原创作者所有，如因作品内容、版权等存在问题，烦请联系小编进行删除或洽谈版权使用事宜。
