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5月24～26日，由工業(yè)和信息化部節(jié)能與綜合利用司與國家能源局能源節(jié)約和科技裝備司聯(lián)合指導(dǎo)，中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會主辦并聯(lián)合240余家機(jī)構(gòu)共同支持的第十三屆中國國際儲能大會在杭州召開。

來自行業(yè)主管機(jī)構(gòu)、國內(nèi)外駐華機(jī)構(gòu)、科研單位、電網(wǎng)企業(yè)、發(fā)電企業(yè)、系統(tǒng)集成商、金融機(jī)構(gòu)等不同領(lǐng)域的1011余家產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈企業(yè)，5417位嘉賓參加了本屆大會，其中245家企業(yè)展示了儲能產(chǎn)品，可謂盛裝出席，涵蓋系統(tǒng)集成、電芯、PCS、BMS、集裝箱、消防、檢測認(rèn)證等新型儲能全產(chǎn)業(yè)鏈。

5月24日下午，南方電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻（廣東）儲能科技公司董事長汪志強(qiáng)受邀在獨(dú)立共享儲能電站專場分享了主題報(bào)告，報(bào)告題目為《全浸沒式液冷技術(shù)的本質(zhì)安全和電池儲能系統(tǒng)研究及應(yīng)用》。以下是報(bào)告主要內(nèi)容：

汪志強(qiáng)：大家好！很榮幸受邀出席本次大會并發(fā)表專題演講，我是南方電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻（廣東）儲能科技有限公司的汪志強(qiáng)。我今天的匯報(bào)分成三個(gè)部分：一是儲能項(xiàng)目的建設(shè)情況與規(guī)劃；二是現(xiàn)有儲能冷卻技術(shù)的概況；三是全浸沒式液冷儲能技術(shù)的初探。

我首先介紹下南網(wǎng)儲能公司的發(fā)展現(xiàn)狀，南網(wǎng)儲能公司是南方電網(wǎng)公司旗下唯一的抽水蓄能和新型儲能投資建設(shè)運(yùn)營平臺，實(shí)施抽水蓄能和新型儲能“兩輪驅(qū)動(dòng)”的發(fā)展戰(zhàn)略。目前，已經(jīng)建成的抽水蓄能電站的裝機(jī)容量為10280MW，在建的有4800MW，建設(shè)體量很大。新型儲能投運(yùn)的有111MW/219.2MWh，在建的有300MW/600MWh。我們最早在2012年建成深圳寶清儲能電站，而后建成東莞楊屋、廣州芙蓉、東莞黎貝、?？谒幑葍δ茈娬?，我們今年在廣東梅州五華建成一座70MW/140MWh的儲能電站。南網(wǎng)儲能公司規(guī)劃在“十四五”、“十五五”、“十六五”期間分別新增投產(chǎn)新型儲能200萬千瓦、300萬千瓦、500萬千瓦。公司的戰(zhàn)略方向是持續(xù)儲能技術(shù)研究，持續(xù)構(gòu)建儲能技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)體系，持續(xù)通過儲能新技術(shù)研究與示范應(yīng)用，解決行業(yè)、安全、壽命、效率等技術(shù)難題。

下面對現(xiàn)有儲能冷卻技術(shù)概況進(jìn)行介紹。電池是儲能電站的核心部件，具有較大的熱失控風(fēng)險(xiǎn)，目前還沒有能夠有效解決熱失控帶來的火災(zāi)和爆炸的相關(guān)措施，容易引發(fā)大面積電池組熱失控，造成嚴(yán)重的火災(zāi)和爆炸事故，像2021年北京豐臺大紅門發(fā)生的直流光儲充電站起火爆炸得到了很大關(guān)注。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，近五年全球儲能電站火災(zāi)事故發(fā)生了45起，其中中國5起，美國3起，韓國34起。韓國采用了三元鋰，所以起火次數(shù)比較多。

電池的壽命和溫度息息相關(guān)，電池長期運(yùn)行溫度不一致容易導(dǎo)致電池模組、電池簇串并聯(lián)失配、電池生命周期內(nèi)利用率低、性能最差的電池將影響整個(gè)儲能系統(tǒng)，出現(xiàn)個(gè)體影響整體的“木桶效應(yīng)”，導(dǎo)致“充不滿放不完”的充放電能力差現(xiàn)象。

目前，電池儲能系統(tǒng)的冷卻手段主要是風(fēng)冷和板換式液冷。現(xiàn)有的電池儲能系統(tǒng)風(fēng)冷主要是利用空調(diào)系統(tǒng)對電池進(jìn)行強(qiáng)迫冷卻。風(fēng)冷所涉及的冷卻結(jié)構(gòu)簡單、便于安裝、成本較低，但會導(dǎo)致電池之間的溫差偏大，即電池散熱不均勻。

液冷是以液體為傳熱介質(zhì)的熱管理技術(shù)。目前很多的儲能系統(tǒng)集成商也都是在往液冷方向上發(fā)展。液冷技術(shù)通過將液體與電池進(jìn)行熱量交換，從而達(dá)到降溫目的?，F(xiàn)有的儲能系統(tǒng)液冷方式基本上是指板換式液冷。板換式液冷儲能系統(tǒng)把裝有冷卻液的液冷板放置在電芯下方，給冷卻液與電芯的接觸部位降溫。電芯的發(fā)熱部位主要是極耳，板換式液冷的冷卻板是在電芯底部，沒有直接對極耳進(jìn)行降溫。目前，要讓液冷板貼著極耳進(jìn)行冷卻降溫可能難度很大，對電芯溫度、電壓的測量采集有所影響。風(fēng)冷和板換式液冷這兩種冷卻方式均屬于間接冷卻技術(shù)，存在降溫速度較慢、降溫時(shí)間較長等不足。

針對現(xiàn)有的儲能系統(tǒng)冷卻技術(shù)的不足，我們進(jìn)行全浸沒式液冷技術(shù)的初探。思考著有沒有既能解決電芯安全隱患、又能提高冷卻效率、提高電池運(yùn)行溫度一致性的冷卻方式？我們剛才對電芯的冷卻方式進(jìn)行介紹，主要是風(fēng)冷和液冷。其中，液冷技術(shù)又可以分為板換式液冷和浸沒式液冷。能否將浸沒式液冷技術(shù)遷移應(yīng)用至大容量儲能系統(tǒng)，我們進(jìn)行了初步的探究，開發(fā)了浸沒式液冷電池儲能系統(tǒng)。

浸沒式液冷熱管理技術(shù)是將電芯與冷卻油直接接觸，將電池pack完全浸沒于絕緣冷卻油中，并輔助油循環(huán)系統(tǒng)和制冷系統(tǒng)，利用冷卻油作散熱介質(zhì)，將電池產(chǎn)熱及時(shí)、快速、高效帶走。這是一個(gè)示意圖，冷卻液循環(huán)流動(dòng)的時(shí)候按簇從底往上流入，經(jīng)過一個(gè)循環(huán)向下流出，溫度低的從下面流進(jìn)，溫度高的從上面流出，這樣就形成比較高效的熱交換和對流過程，能夠較好地保持電芯溫度的一致性，而且冷卻效率也很高。我們對比了一下，根據(jù)實(shí)際投產(chǎn)電站的數(shù)據(jù)，冷卻功率可以降低到原有的50%以下。

這是冷卻液的主要指標(biāo)。冷卻液的閃點(diǎn)達(dá)到318度，燃點(diǎn)達(dá)到358度。我們一開始考慮用變壓器油作為冷卻液，價(jià)格便宜。最后經(jīng)過實(shí)驗(yàn)之后，發(fā)現(xiàn)常規(guī)的變壓器油閃點(diǎn)太低，燃點(diǎn)也比較低。常規(guī)的變壓器油的閃點(diǎn)169度，有的是130多度。冷卻液的絕緣強(qiáng)度60千伏，而常規(guī)的變壓器油絕緣強(qiáng)度只有40千伏。因此，無論從閃點(diǎn)、燃點(diǎn)，還是從電氣絕緣性能的角度來講，冷卻液的性能都比常規(guī)的變壓器油好。我們目前采用的冷卻油結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、絕緣強(qiáng)度高、導(dǎo)熱率高、材料兼容好、健康環(huán)保。特別是材料兼容好這個(gè)特性很重要，因?yàn)檎麄€(gè)電芯是泡在冷卻液中，包括它的母排，線束，BMS所有全部泡在里面。

浸沒式液冷電池儲能系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)主要?dú)w結(jié)為四點(diǎn)，第一點(diǎn)是徹底解決電池消防問題，在電池過充過放、短路的情況下均不發(fā)生熱失控，這點(diǎn)對于大家使用電池儲能系統(tǒng)在安全方面的信心具有一定的提振作用。第二點(diǎn)是大幅提升運(yùn)行溫度一致性，使得不同區(qū)域之間的電池溫差小于2℃，提高電池可用容量和循環(huán)壽命，電池的循環(huán)壽命的提高本質(zhì)上是降低了電池儲能系統(tǒng)的使用成本，這對于目前儲能系統(tǒng)的單位造價(jià)成本依然較高的應(yīng)用背景下是至關(guān)重要的。第三點(diǎn)是大幅提高儲能系統(tǒng)箱體能量密度，能量密度提升了20%，標(biāo)準(zhǔn)40尺的儲能集裝箱容量達(dá)到7.45MWh，解決了在儲能電站建設(shè)用地受限條件多的情況下的占地使用問題。第四點(diǎn)是采用集中式冷卻技術(shù)，提高冷卻效率，大幅降低能耗，浸沒式液冷電池儲能系統(tǒng)相較傳統(tǒng)風(fēng)冷及板換式液冷方式節(jié)能可以達(dá)到20%以上。

最后，介紹下浸沒式液冷電池儲能系統(tǒng)的工程應(yīng)用項(xiàng)目。浸沒式液冷電池儲能系統(tǒng)應(yīng)用于梅州寶湖儲能電站（70MW/140MWh）。其中，30MWh采用浸沒式液冷技術(shù)路線。這是我們儲能電站實(shí)際的電芯溫度曲線，左邊是風(fēng)冷的，右邊是浸沒式液冷的，大家看下差別有多大，浸沒式液冷電池儲能系統(tǒng)的溫差維持在2度以內(nèi)，風(fēng)冷儲能系統(tǒng)溫差基本上達(dá)到4~8度，浸沒式液冷電池儲能系統(tǒng)冷卻效果的提升是非常明顯的。 

原標(biāo)題：全浸沒式液冷技術(shù)的本質(zhì)安全和電池儲能系統(tǒng)研究及應(yīng)用