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直击储能大会独家观察|液冷储能系统或逐步成为市场主流

作者:中国储能网新闻中心 来源:中国化学与物理电源行业协会储能应用分会产业政策研究中心 发布时间:2022-09-15 浏览:

中国储能网讯:第十二届中国国际储能大会在杭州的成功召开,给储能相关技术的应用带来了充分展示的窗口。通过观察本次大会储能产业链的发展动态,明显的发现,液冷技术正得到行业的重视,也已成为储能热管理技术发展的趋势。在本次大会上,包括英维克、同飞、高澜、黑盾、祥博等数十家公司带来全系液冷设备,涵盖液冷机组、冷却板等液冷系统核心产品;此外,亿纬锂能、奇点、南都、蜂巢等厂家也带来了基于液冷技术的储能集成设备。


液冷储能系统一般采用乙二醇水溶液作为冷却剂,结合大容量电芯的使用,将电芯集成后在液冷板上布置形成PACK单元,电池热量通过液冷机组进行换热。相对以往的风冷系统,能量密度得到极大的提升,电芯可实现3-5℃左右的温度均衡,有效提升电池的一致性水平,提高储能全寿命周期的电池能量利用率,降低电池的热失控风险。

液冷技术本身并非全新的技术,由于其具备载热量大,流阻低,换热效率高等优点,在SVG、数据中心、直流设备、电动汽车等领域已广泛使用,由于其优良的温度管理特性,在储能领域的新应用也逐步成为市场的主流选择。

目前,包括国内外的主流储能集成厂家已基本均推出了基于液冷热管理技术的储能设备且从去年下半年开始,在诸多项目中逐步进行广泛的应用,部分厂家甚至已放弃风冷的储能产品,ALL IN液冷技术路线。

液冷舱体集成方式主要包括集中式电池舱和分体式电池舱(柜)等集成方式,其中集中式电池舱一般设置集中式液冷机组,电池簇直接并联或者经DC/DC换流器接入集中式PCS,舱体型式一般包括单列开门和双列开门两种型式,单列开门以特斯拉Powerpack等厂家的产品为代表;双列开门以宁德时代的EnerC等厂家的产品为代表。分体式电池舱(柜)采用分布式的液冷机组,一般可采用舱式或柜式结构,各个机柜功能和系统相对独立,可根据项目规模实现模块化组合,除采用集中式储能系统接线型式外,分布式电池舱(柜)还可采用单个机柜经组串式PCS变换为交流,多个PCS交流侧并联接入就地变压器的模式。

在消防方式上,液冷储能系统也实现了技术上的革新。由于液冷电池PACK防护等级高,普遍可达到IP67防护等级,实现簇级消防对舱体的结构和密封要求提出极高的要求,但PACK消防再防止电芯热失控扩散和灭火方面具有很大的优势,在液冷PACK中设置探测器+灭火措施实现早期预测和精准喷洒。在消防介质上,全氟己酮由于其更好的降温性能,也逐步得到推广应用。此外,部分厂家还提出采用气溶胶作为常规的消防方式。

液冷系统在防火、防爆设计上也有其优势,由于其采用非步入式结构,电池机柜可采用防火隔板进行隔离,减少相互影响。例如,去年澳大利亚某储能电站发生的火灾事故,特斯拉供货的液冷储能设备实现了机柜间良好的放事故扩散的特性,减少了损失范围。

储能技术发展很快,液冷技术在提升电池的一致性水平和集成能量密度方面具有很大的优势,相关的规程规范制定需适应集成技术的发展方向。例如对于采用机柜集成方式的储能液冷设备,单个储能单元包含若干个电池机柜,建议国标《电化学储能电站设计规范》(征求意见稿)对储能柜的防火距离结合电池能量或按照储能单元来划分防火距离,而非按照3m的机柜距离来执行。

此外,液冷系统由于电芯与冷板接触面无法全覆盖,电芯的温度控制也仍无法实现温度的均衡,行业需在电芯温度的均衡方面进行进一步的研究;又如,主流液冷厂家设备可适应最低-30℃的环境温度,在内蒙、东北等特别严寒地区的适应有一定的困难。

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关键字:液冷储能系统

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