效果相差10倍，哪种液冷散热方案更适合工商业储能？

  蓝狮平台网讯：储能电池的热管理技术路线主要分为风冷、液冷、热管冷却、相变冷却，其中热管和相变冷却技术还不成熟。

  风冷是通过冷却后的气体对流来降低电池温度。具有结构简单、易维护、成本低等优点，但散热效率、散热速度和均温性较差。适用于产热率较低的场合。

  液冷是通过冷却后的液体对流来降低电池温度。散热效率、散热速度和均温性好，但成本相对较高，且有冷却液泄漏风险。适用于电池包能量密度高，充放电速度快，环境温度变化大的场合。

  今年以来，各厂家推出的工商业储能一体柜，液冷散热方案已经成为主流热管理方案，在2小时备电（0.5P充放）储能产品中得到普及应用。在1小时备电应用场景中，因为充放电倍率大，电池产热快，只能采用液冷散热方案。

  液冷散热又分为冷板接触式液冷散热和浸没式液冷散热两种技术路线，目前得到规模化应用的是冷板接触式液冷散热方案，而浸没式液冷方案只有零星的示范项目，尚未得到规模化应用。本文主要讨论冷板液冷散热方案的几种选择。

  目前大储和工商储主流的储能电池规格为280Ah，重量约5.5公斤，尺寸一般在72mm*174mm*205mm，由于同时兼具大容量和大尺寸两个特点，导致电池产热大，散热难，如果热管理方案不合理，电池的循环寿命会受到严重影响，甚至会产生安全问题。

  从电池的传热路径来看，电池中心点到底面的路径（Z轴）最长，且底部（A5）散热面积最小，所以从底部通过冷板进行接触散热，效果并不理想。

  电池中心点到两个正面（A1、A2）的路径（Y轴）是最短的，且两个正面的散热面积最大，所以从两个正面进行散热，效果最理想。

  电池中心点到两个侧面（A3、A4）的路径（X轴）也是比较短的，两个侧面的散热面积比底部面积大，所以从两个侧面进行散热，效果次于正面，但是好于底面。

  根据以上的分析，对电池在X、Y、Z三个方向的热阻进行计算，得出以下结果：

  从三个方向的热阻数据来看，Y轴方向正面散热效果最好，其次是X轴方向侧面散热方案，最差的是Z轴方向底面散热方案，热阻与正面散热方案相差约9倍。

  将以上散热方案落实到1P48S的储能Pack产品当中，在同等冷却液流量（5L/min）和同等充放电倍率条件（0.5C充放电循环）下，做一个满充满放循环，不同液冷散热方案的实测温度数据如下：

  根据实测的电芯温度数据（采集电芯顶部温度），底面液冷散热方案很难控制电芯温度的上升，最高温度达到35℃，Pack内部电芯温差达到5.5℃。两侧面液冷散热方案可以有效控制电芯温度不上升，Pack内部电芯温差约3℃。两正面液冷散热方案同样可以有效控制电芯温度，Pack内部电芯温差约1℃，达到了极佳的均温效果。

  限于保密要求，本文不讨论具体的液冷散热设计方案如何实施。

【责任编辑：孟瑾】