储能“过热”如何“降温”，科学发展储能热管理技术！

随着清洁能源的大规模发展和能源革命的推进，全球储能市场正呈现出爆发式增长的势头。

另外，随着全球新能源装机量不断增加，储能市场对解决新能源的间歇性、不稳定性等问题具有越来越重要的作用，同时储能安全性能备受关注。电化学储能核心部件—电芯，具有较大的热失控风险，从安全角度看，储能热管理极具重要性。

热管理是电化学储能系统重要组成部分。电化学储能产业链分为上游设备商、中游集成商、下游应用端三部分。

能量管理系统(EMS)、热上游设备包括电池组、储能变流器(PCS)、电池管理系统(BMS)、管理和其他设备等；中游环节核心为系统集成+EPC；下游主要分为电源侧、电网侧、用户侧三大场景。

(储能产业链多数企业参与其中1-2个细分领域，少数企业从电池到系统集成，甚至EPC环节全参与)

电气化学储能产业链全景图

德国储能失火事件凸显出热管理已成为保障储能电站安全运行必不可少的重要组件。

02

技术路线

储能热管理较为成熟的技术路线为风冷和液冷，其中风冷在目前储能系统中占主流，液冷方案在未来渗透率料将不断上升。

热管理成为储能系统核心，风冷与液冷是目前成熟的技术路线。储能热管理的冷却方式主要有以下三大技术路线：风冷（空气冷却）、液冷和相变冷却，此外还有热管冷却。

三大热管理技术对比

1. 风冷

目前，在功率密度较小的集装箱储能系统和通信基站储能系统中主要采用风冷技术。

一方面是因为风冷系统结构简单，安全可靠，并且易于实现；另一方面是因为储能系统对能量密度和空间的限制不像动力电池系统那么苛刻，可以通过增加电池数目来获得较低的工作倍率和产热率。

以分布式集装箱中的锂电池储能系统为例，该系统由标准集装箱、锂离子电池系统、电池管理系统、储能变流器、空调和风道、配电柜、七氟丙烷灭火装置等组成。

储能风冷系统

风冷热管理系统有空调结构包括落地一体式、顶置一体式、分体式等构型。落地一体式空调用于已预留空调空间的储能集装箱中，通常顶部出风，与集装箱内部的风道相连接，直接对电池组进行精确送风。

储能集装箱内部没有空间安装空调，则需要使用顶置一体式空调，空调安装在集装箱顶部，从顶部对电池进行制冷。

分体式空调内机安装在电池组当中，前回风背送风，将空调出风口与风道相连，直接对电池进行制冷。

2. 液冷

液冷方案采用水、乙醇、硅油等冷却液，通过液冷板上均匀分布的导流槽和电芯间接接触进行散热。其优点包括：

• 靠近热源，高效制冷；

• 与相同容量的集装箱风冷方案相比，液冷系统不需要设计风道，占地面积节约50%以上，更适合未来百MW级以上的大型储能电站；

• 相比风冷系统，由于减少了风扇等机械部件的使用，故障率更低；

• 液冷噪声低，节省系统自耗电，环境友好。

3. 相变冷却

是利用相变材料发生相变来吸热的一种冷却方式。

如冰冷却时，常借助空气或水作中间介质以吸收冷却对象的潜热。此时，换热过程发生在水或空气与冰表面之间。被冷却物体所能达到的温度一般比冰的溶解温度高5-10摄氏度。厚度10厘米左右的冰块，其比表面积在25-30平方米/立方米之间。为了增大表面积，可以将冰粉碎成碎冰。水到冰的表面传热系数为116W/（平方米*K）。空气到冰表面的表面传热系数与二者之间的温度差以及空气的运动情况有关。

相变冷却技术具有以下优点：

• 优异的热传导性能。

• 可重复使用性高。

• 体积小，重量轻。

• 适用于高温高密度的环境。

• 但其也存在一些缺点，如相变材料使用寿命有限、冷却效果会受温度和压力的影响，其散热能力差 ，吸收的热量需要依靠液冷系统、风冷系统等导出。

  
  

未来几年，储能市场将面临许多的挑战和机遇：

• 解决能源稳定性和安全问题

  随着各种新型电器设备的广泛使用，以及清洁能源的快速发展，能源的稳定性和安全性愈发凸显。储能技术可以快速获取能源储存并缓解负荷峰值，可以解决电网能源供应的波动性，保障能源稳走和安全。

• 政策支持逐渐加强

  随着各种新型电器设备的广泛使用，以及清洁能源的快速发展，能源的稳定性和安全性愈发凸显。储能技术可以快速获取能源储存并缓解负荷峰值，可以解决电网能源供应的波动性，保障能源稳定和安全。

• 市场进一步细分和分化

  市场的不断扩张和储能技术的进步，未来工商业储能市场将进一步细分和分化。计费规则、环境标准、应用场景等也将极大地影响到储能产品的开发和应用。

储能技术通过科学的组合、高效管理和控制，可以实现对能量资源的满足需求、提高能源利用效率和降低对环境的影响，解决电网被动调节负担。是支撑可再生能源稳定规模化发展的关键。储能问题的解决是实现碳达峰碳中和重要路径之一。