南网调峰调频汪志强：全浸没式液冷技术的本质安全和电池储能系统研究及应用

蓝狮平台网讯：5月24～26日，由工业和信息化部节能与综合利用司与国家能源局能源节约和科技装备司联合指导，中国化学与物理电源行业协会主办并联合240余家机构共同支持的第十三届中国国际储能大会在杭州召开。

??来自行业主管机构、国内外驻华机构、科研单位、电网企业、发电企业、系统集成商、金融机构等不同领域的1011余家产业链供应链企业，5417位嘉宾参加了本届大会，其中245家企业展示了储能产品，可谓盛装出席，涵盖系统集成、电芯、PCS、BMS、集装箱、消防、检测认证等新型储能全产业链。

??5月24日下午，南方电网调峰调频（广东）储能科技公司董事长汪志强受邀在独立共享储能电站专场分享了主题报告，报告题目为《全浸没式液冷技术的本质安全和电池储能系统研究及应用》。以下是报告主要内容：

??汪志强：大家好！很荣幸受邀出席本次大会并发表专题演讲，我是南方电网调峰调频（广东）储能科技有限公司的汪志强。我今天的汇报分成三个部分：一是储能项目的建设情况与规划；二是现有储能冷却技术的概况；三是全浸没式液冷储能技术的初探。

??我首先介绍下南网储能公司的发展现状，南网储能公司是南方电网公司旗下唯一的抽水蓄能和新型储能投资建设运营平台，实施抽水蓄能和新型储能“两轮驱动”的发展战略。目前，已经建成的抽水蓄能电站的装机容量为10280MW，在建的有4800MW，建设体量很大。新型储能投运的有111MW/219.2MWh，在建的有300MW/600MWh。我们最早在2012年建成深圳宝清储能电站，而后建成珠海杨屋、广州芙蓉、珠海黎贝、海口药谷储能电站，我们今年在广东梅州五华建成一座70MW/140MWh的储能电站。南网储能公司规划在“十四五”、“十五五”、“十六五”期间分别新增投产新型储能200万千瓦、300万千瓦、500万千瓦。公司的战略方向是持续储能技术研究，持续构建储能技术的标准体系，持续通过储能新技术研究与示范应用，解决行业、安全、寿命、效率等技术难题。

??下面对现有储能冷却技术概况进行介绍。电池是储能电站的核心部件，具有较大的热失控风险，目前还没有能够有效解决热失控带来的火灾和爆炸的相关措施，容易引发大面积电池组热失控，造成严重的火灾和爆炸事故，像2021年北京丰台大红门发生的直流光储充电站起火爆炸得到了很大关注。据不完全统计，近五年全球储能电站火灾事故发生了45起，其中中国5起，美国3起，韩国34起。韩国采用了三元锂，所以起火次数比较多。

??电池的寿命和温度息息相关，电池长期运行温度不一致容易导致电池模组、电池簇串并联失配、电池生命周期内利用率低、性能最差的电池将影响整个储能系统，出现个体影响整体的“木桶效应”，导致“充不满放不完”的充放电能力差现象。

??目前，电池储能系统的冷却手段主要是风冷和板换式液冷。现有的电池储能系统风冷主要是利用空调系统对电池进行强迫冷却。风冷所涉及的冷却结构简单、便于安装、成本较低，但会导致电池之间的温差偏大，即电池散热不均匀。

??液冷是以液体为传热介质的热管理技术。目前很多的储能系统集成商也都是在往液冷方向上发展。液冷技术通过将液体与电池进行热量交换，从而达到降温目的。现有的储能系统液冷方式基本上是指板换式液冷。板换式液冷储能系统把装有冷却液的液冷板放置在电芯下方，给冷却液与电芯的接触部位降温。电芯的发热部位主要是极耳，板换式液冷的冷却板是在电芯底部，没有直接对极耳进行降温。目前，要让液冷板贴着极耳进行冷却降温可能难度很大，对电芯温度、电压的测量采集有所影响。风冷和板换式液冷这两种冷却方式均属于间接冷却技术，存在降温速度较慢、降温时间较长等不足。

??针对现有的储能系统冷却技术的不足，我们进行全浸没式液冷技术的初探。思考着有没有既能解决电芯安全隐患、又能提高冷却效率、提高电池运行温度一致性的冷却方式？我们刚才对电芯的冷却方式进行介绍，主要是风冷和液冷。其中，液冷技术又可以分为板换式液冷和浸没式液冷。能否将浸没式液冷技术迁移应用至大容量储能系统，我们进行了初步的探究，开发了浸没式液冷电池储能系统。

??浸没式液冷热管理技术是将电芯与冷却油直接接触，将电池pack完全浸没于绝缘冷却油中，并辅助油循环系统和制冷系统，利用冷却油作散热介质，将电池产热及时、快速、高效带走。这是一个示意图，冷却液循环流动的时候按簇从底往上流入，经过一个循环向下流出，温度低的从下面流进，温度高的从上面流出，这样就形成比较高效的热交换和对流过程，能够较好地保持电芯温度的一致性，而且冷却效率也很高。我们对比了一下，根据实际投产电站的数据，冷却功率可以降低到原有的50%以下。

??这是冷却液的主要指标。冷却液的闪点达到318度，燃点达到358度。我们一开始考虑用变压器油作为冷却液，价格便宜。最后经过实验之后，发现常规的变压器油闪点太低，燃点也比较低。常规的变压器油的闪点169度，有的是130多度。冷却液的绝缘强度60千伏，而常规的变压器油绝缘强度只有40千伏。因此，无论从闪点、燃点，还是从电气绝缘性能的角度来讲，冷却液的性能都比常规的变压器油好。我们目前采用的冷却油结构稳定、绝缘强度高、导热率高、材料兼容好、健康环保。特别是材料兼容好这个特性很重要，因为整个电芯是泡在冷却液中，包括它的母排，线束，BMS所有全部泡在里面。

??浸没式液冷电池储能系统的优点主要归结为四点，第一点是彻底解决电池消防问题，在电池过充过放、短路的情况下均不发生热失控，这点对于大家使用电池储能系统在安全方面的信心具有一定的提振作用。第二点是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，电池的循环寿命的提高本质上是降低了电池储能系统的使用成本，这对于目前储能系统的单位造价成本依然较高的应用背景下是至关重要的。第三点是大幅提高储能系统箱体能量密度，能量密度提升了20%，标准40尺的储能集装箱容量达到7.45MWh，解决了在储能电站建设用地受限条件多的情况下的占地使用问题。第四点是采用集中式冷却技术，提高冷却效率，大幅降低能耗，浸没式液冷电池储能系统相较传统风冷及板换式液冷方式节能可以达到20%以上。

??最后，介绍下浸没式液冷电池储能系统的工程应用项目。浸没式液冷电池储能系统应用于梅州宝湖储能电站（70MW/140MWh）。其中，30MWh采用浸没式液冷技术路线。这是我们储能电站实际的电芯温度曲线，左边是风冷的，右边是浸没式液冷的，大家看下差别有多大，浸没式液冷电池储能系统的温差维持在2度以内，风冷储能系统温差基本上达到4~8度，浸没式液冷电池储能系统冷却效果的提升是非常明显的。

??我就分享这些，谢谢大家。我们是新型储能投资商，投资范围不限，投资金额也不限，我们愿意和新能源企业的朋友进行合作，有风光配储的需求可以找我们，谢谢大家。

【责任编辑:孟瑾】