一、现有冷却技术概况
新型储能发展面临的安全问题
电池作为电化学储能的核心部件，具有较大的热失控风险，尚无有效解决热失控带来的火灾和爆炸的相关措施爆炸事故。因此，从安全性角度看，储能系统的热管理极具重要性。
据不完全统计，近五年来全球储能电站火灾事故至少发生了45起，其中中国5起，美国3起，韩国34起。储能电站的火灾事故造成严重的人员伤亡和经济损失，开发一款零风险、本质安全型的电池储能系统迫在眉睫。
新型储能发展面临的技术问题
新型储能发展面临的技术问题高效的热管理技术是保证电池储能系统持续安全运行的关键。
电池容量是电化学储能的核心价值，电池的寿命和温度息息相关，电池长期运行温度不一致容易导致电池模组、电池簇串并联失配，电池生命周期内利用率低、储能系统容量失配，将导致“充不满、放不完”的充放电能力差现象。
目前，电池储能系统的冷却手段主要是风冷和板换式液冷。
风冷所涉及的冷却结构简单、便于安装、成本较低，但冷却效率不高，不能满足储能系统散热要求，会导致电池组之间的温差偏大，即电池散热不均匀。
电池储能系统热管理技术-板换式液冷
液体冷却是以液体为传热质的热管理技术，简称液冷。液冷介质具有较高热容量和换热系数的特性，将低温液体与高温电池进行热量交换，从而达到降温目的。
风冷和板换式液冷这两种冷却方式均属于空气热交换技术，存在降温速度较慢、降温时间较长等不足。
二、全浸没式液冷储能技术
浸没式液冷热管理技术是将电芯与冷却油直接接触，将电池pack完全浸没于绝缘冷却油中，并辅助油循环系统和制冷系统，利用冷却油作散热介质，将电池产热及时、快速、高效带走。
冷却液循环流动的时候按簇从底往上流入，经过一个循环向下流出，温度低的从下面流进，温度高的从上面流出，这样就形成比较高效的热交换和对流过程，能够较好地保持电芯温度的一致性，而且冷却效率也很高。
经过对比，根据实际投产电站的数据，冷却功率可以降低到原有的50%以下。
下图是冷却液的主要指标。冷却液的闪点达到318度，燃点达到358度。南网储能一开始考虑用变压器油作为冷却液，价格便宜。最后经过实验之后，发现常规的变压器油闪点太低，燃点也比较低。
常规的变压器油的闪点169度，有的是130多度。冷却液的绝缘强度60千伏，而常规的变压器油绝缘强度只有40千伏。因此，无论从闪点、燃点，还是从电气绝缘性能的角度来讲，冷却液的性能都比常规的变压器油好。
目前采用的冷却油结构稳定、绝缘强度高、导热率高、材料兼容好、健康环保。特别是材料兼容好这个特性很重要，因为整个电芯是泡在冷却液中，包括它的母排，线束，BMS所有全部泡在里面。
浸没式液冷电池储能系统的优点
第一点是彻底解决电池消防问题，在电池过充过放、短路的情况下均不发生热失控，这点对于大家使用电池储能系统在安全方面的信心具有一定的提振作用。
第二点是大幅提升运行温度一致性，使得不同区域之间的电池温差小于2℃，提高电池可用容量和循环寿命，电池的循环寿命的提高本质上是降低了电池储能系统的使用成本，这对于目前储能系统的单位造价成本依然较高的应用背景下是至关重要的。
第三点是大幅提高储能系统箱体能量密度，能量密度提升了20%，标准40尺的储能集装箱容量达到7.45MWh，解决了在储能电站建设用地受限条件多的情况下的占地使用问题。
第四点是采用集中式冷却技术，提高冷却效率，大幅降低能耗，浸没式液冷电池储能系统相较传统风冷及板换式液冷方式节能可以达到20%以上。
工程应用项目——梅州宝湖储能电站
梅州宝湖储能电站的电池系统分为两条技术路线：
1、110MWh采用风冷技术路线，每个电池舱5.2MWh，配置14个电池簇，每个电池簇由26个电池模块串联，个电池模块由16个电池单体串联组成，配置全氟己酮消防。
2、另外30MWh采用浸没式液冷技术路线，每个电池舱5.2MWh，配置14个电池簇，每个电池簇由16个电池模块串联，每个电池模块由26个电池单体串联组成，全部电芯浸没在冷却液内。
该方案产品属首次生产及应用，且浸没式液冷方案为储能领域首次应用，可实现调峰、调频、调压、黑启动、孤岛运行等多种应用模式。
【宝湖站运行情况】梅州宝湖储能电站于2023年2月27日投入试运行，3月6日转商运。至今梅州宝湖储能电站的一次、二次设备运行情况总体平稳。累计充放电量如下图所示
【冷却参数对比】
【宝湖站运行电芯温差】
资料来源：南网储能
储能液冷系统交流群
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原文始发于微信公众号（艾邦储能与充电）：全浸没式液冷技术的本质安全