液冷机在储能电站热管理系统的应用NO2

风冷

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。主要由室内机（包括压缩机、蒸发器、膨胀阀等）和室外机（冷凝器等）构成，室内机与室外机一一对应。压缩机抽取压缩室内热量，形成高温高压气体送入室外的冷凝器中，气体通过向外放热液化，液体回到蒸发器中向室内吸热蒸发，后回到压缩机，完成一次制冷循环。

·        优点：结构简单、易维护、安装成本低。

·        缺点：空气的比热容低，导热系数也很低，因此冷却效率较差，适用于发热功率小的中小型设备温控。

以集装箱式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。

风冷的核心是空调和风道。空调制冷，风道交换热量。在储能项目的应用中，由于不同集装箱的电池能量密度、摆放位置、容量大小等有所不同，因此需要运用风道对集装箱内空气流向进行定制化设计。

空调输出的气流经风道出口以一定的速度向下流出后，在电池模块前端面板风扇的作用下，从电池模块后端面板进风口进入电池模块内部，流经电池单体表面对电池单体降温，然后由风扇抽出。电池模组后端面板开孔，便于空调输出的气流进入模组内部；前端面板设计轴流风扇，用于将气流抽出，促进气流在电池模组内部的流动。气流进入电池模块内部后流经电池单体表面，与电池单体进行冷热交换后由风扇排出，完成对电池单体的冷却。

空调控制由空调自身逻辑控制来实现，根据集装箱内部不同温度条件可分为制热模式和制冷模式，制热模式实现对电池低温下的控制和保护，制冷模式实现对电池温升的有效控制。电池模块风扇由电池管理系统控制，且每一个电池模块的风扇可独立控制运行。

液冷

液冷方案在保证储能系统安全、散热效率等方面综合优势显著。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。根据液体与热源接触方式不同，液冷可以分为直接/间接接触型液冷。主要由室内机（包括压缩机、蒸发器、膨胀阀等）和室外机（冷却塔等）构成，一般室外机只有一台，分散热源流入冷却塔中进行集中散热。直接接触型为冷却液与电池直接接触进行换热；间接接触型为冷却液在冷却管/板中流动，与电池间接接触换热。

·        优点：液体的比热容、导热系数高于气体，靠近热源，因此冷却效率更高、耗能更低。

·        缺点：成本高、工况复杂、冷却塔占地大、存在漏液风险。

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；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。