佛山久安、易事特、科創(chuàng)儲能、南瑞繼保、儲能在線等多個公司已經(jīng)推出全浸沒液冷儲能系統(tǒng)產(chǎn)品，并且在大型儲能電站中，全液冷儲能系統(tǒng)也開始示范應(yīng)用。

在宣傳中，全浸沒液冷系統(tǒng)溫度控制以及安全方面都較傳統(tǒng)的冷板式液冷系統(tǒng)顯得更為優(yōu)秀。特別是冷卻液在作為溫度控制的介質(zhì)外，還可以作為儲能系統(tǒng)消防液使用，使得溫度控制與消防合二為一，形成了此項(xiàng)技術(shù)最顯著的特點(diǎn)。

但同時，全浸沒液冷系統(tǒng)的系統(tǒng)成本、運(yùn)維成本等方面也較風(fēng)冷、冷板式液冷有所提高。溫消融合的全浸沒液冷儲能系統(tǒng)，是否能成為繼風(fēng)冷、冷板式液冷之后，儲能系統(tǒng)熱管理的下一代技術(shù)，一切都等著時間和市場的驗(yàn)證。

圖：南方電網(wǎng)梅州寶湖儲能電站

紅色圈內(nèi)為全浸沒液冷儲能系統(tǒng)集裝箱

電池儲能系統(tǒng)是由大量電池單體串并聯(lián)而成的。以一個20尺3.44MWh的液冷儲能集裝箱為例，采用280Ah的電芯，則需要電芯約3840顆以上。大量電芯集成在一起進(jìn)行充放電操作，需要嚴(yán)格控制環(huán)境及電芯的溫度，過高、過低的溫度，輕則導(dǎo)致電芯壽命不一致，重則可能導(dǎo)致電芯失控，引發(fā)安全問題。

盡管單體電芯的溫度適用范圍都宣稱在-20℃-45℃之間，但是實(shí)際運(yùn)行中，為保證儲能系統(tǒng)安全可靠、高性能、長壽命運(yùn)行，需將電池系統(tǒng)的工作溫度控制在15℃-35℃之間，溫控系統(tǒng)的重要性不言而喻。

在電芯越做越大，從280Ah向300Ah+邁進(jìn)的過程中，如何更好的控制溫度，降低能耗，儲能系統(tǒng)的溫控系統(tǒng)也從風(fēng)冷走向冷板式液冷，并出現(xiàn)了全浸沒液冷。

圖：儲能熱管理系統(tǒng)發(fā)展歷程示意圖

全浸沒液冷儲能系統(tǒng)，主要特點(diǎn)在于儲能系統(tǒng)集成時的熱管理方式。

顧名思義，全浸沒液冷儲能系統(tǒng)中，儲能電芯直接浸沒于冷卻液中，電芯與空氣、水分等完全隔離，通過電芯與冷卻液直接接觸和循環(huán)，有效控制儲能電池系統(tǒng)的運(yùn)行溫度，實(shí)現(xiàn)電池的快速、充分、均勻冷卻降溫。目前典型的全浸沒液冷儲能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如下所示。

圖：易事特與久安科技合作研發(fā)的流動浸沒液冷箱式儲能系統(tǒng)

圖片來源：易事特公眾號

圖：南網(wǎng)梅州項(xiàng)目集裝箱級浸沒液冷原理圖

圖片來源：南網(wǎng)新聞

圖：南瑞繼保全浸沒液冷模塊原型

圖：儲能在線PACK級全浸沒液冷原理圖及電池箱

“我們可以把風(fēng)冷系統(tǒng)想象成吹風(fēng)扇，把冷板液冷系統(tǒng)想象成貼近冰塊，而全浸沒液冷系統(tǒng)則可以想象成電芯集體“泡澡”，給電芯提供一個最為舒適的運(yùn)行環(huán)境”，儲能在線負(fù)責(zé)人徐際強(qiáng)跟儲能與電力市場的記者形象地打了個比方。

根據(jù)選擇的冷卻液的不同，全浸沒液冷儲能系統(tǒng)，又可以分為水基、油基、氟基三種主要類型，其主要的特點(diǎn)如下表所示。

在溫度控制方面，全浸沒液冷儲能系統(tǒng)優(yōu)勢明顯。

全浸沒液冷技術(shù)，常規(guī)運(yùn)行下熱傳導(dǎo)效率較冷板式液冷技術(shù)提升5倍以上，水基和氟基浸沒液更可以在冷卻液相變蒸發(fā)的情況下將熱傳導(dǎo)效率提高200倍，油基則很難通過相變快速散熱。

更具優(yōu)勢的是，由于浸沒液與電芯全方位接觸，電芯各向溫度將更為一致，從而可避免冷板式液冷“頭熱腳涼”的矛盾，將單個電芯不同部位的溫差從冷板式的上下溫差12-15℃降低到5℃左右，從而真正使得運(yùn)行工況下的循環(huán)壽命更接近實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下的循環(huán)壽命。

溫消融合，更是全浸沒液冷儲能系統(tǒng)獨(dú)一無二的特點(diǎn)。

非油類的全浸沒儲能系統(tǒng)的冷卻液也可以作為儲能系統(tǒng)的消防液。絕緣無閃點(diǎn)的浸沒式液體環(huán)境，可有效隔絕可燃?xì)怏w、氧氣、水、異物、電弧的影響。

儲能在線的負(fù)責(zé)人徐際強(qiáng)表示，采用非油類的冷卻液時，液體本身就具有滅火能力，電池箱內(nèi)無需額外配置滅火系統(tǒng)。在發(fā)生事故時，可實(shí)現(xiàn)液體浸沒滅火、相變蒸發(fā)冷卻、應(yīng)急主動制冷等多重防護(hù)，從而保證零熱擴(kuò)散。溫消融合，是非油類是全浸沒液冷儲能系統(tǒng)最典型的特征。

從這個意義上講，溫消融合的全浸沒液冷儲能系統(tǒng)，較目前市面主流的底部冷板式液冷以及電動汽車上已經(jīng)出現(xiàn)的側(cè)面冷板式液冷，功能上更進(jìn)了一步，或許可稱為儲能系統(tǒng)熱管理的3.0時代。

圖：非油類全浸沒液冷儲能系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)

圖片來源：儲能在線新品發(fā)布會

近年來，隨著儲能裝機(jī)容量的快速攀升，安全運(yùn)行已經(jīng)成為重中之重。從國家到地方，多項(xiàng)政策、標(biāo)準(zhǔn)都在強(qiáng)調(diào)儲能系統(tǒng)的安全要求：

全浸沒液冷儲能系統(tǒng)顯然在安全防護(hù)上，已經(jīng)具備明顯優(yōu)勢。但作為一項(xiàng)新事物，其也面臨著一定的調(diào)整空間。是否有足夠的運(yùn)行項(xiàng)目驗(yàn)證該項(xiàng)技術(shù)，是否在成本上具有足夠的競爭力來促進(jìn)項(xiàng)目實(shí)施，是普遍關(guān)注的問題。

儲能在線負(fù)責(zé)人徐際強(qiáng)表示，除南網(wǎng)已投運(yùn)的項(xiàng)目外，儲能在線其實(shí)從2020年已經(jīng)開始進(jìn)行相關(guān)項(xiàng)目試點(diǎn)示范應(yīng)用。

全浸沒液冷儲能技術(shù)，已經(jīng)不存在較大的技術(shù)難點(diǎn)，該公司的解決方案，已經(jīng)較為成熟可復(fù)制。

圖：儲能在線產(chǎn)品迭代示意圖

圖片來源：儲能在線新品發(fā)布

雖然目前全浸沒液冷儲能系統(tǒng)在成本上還較高于風(fēng)冷、冷板式液冷系統(tǒng)，但在商業(yè)建筑、機(jī)場、港口、軌道交通等特定領(lǐng)域，由于對安全的敏感性高于單純對收益的追求，該項(xiàng)技術(shù)將首先具有較好的應(yīng)用前景。而一旦規(guī)?；蜆?biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用形成，該項(xiàng)技術(shù)帶來的熱管理效率提升、可靠性提升等優(yōu)勢得以充分利用，則預(yù)期可帶來全生命周期內(nèi)成本的大幅下降，進(jìn)而可推廣應(yīng)用到更多領(lǐng)域。