中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：液冷技術(shù)是熱門研究方向。
目前，我國鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的冷卻技術(shù)主要是風(fēng)冷和液冷。液冷因其高效、節(jié)能等因素，吸引企業(yè)紛紛涌入賽道。自從2022年5月，廈門科華數(shù)能科技有限公司（以下簡稱“科華數(shù)能”）率先發(fā)布液冷儲(chǔ)能系統(tǒng)后，近期南都電源等不少企業(yè)均發(fā)布新一代液冷系統(tǒng)。那么，我國液冷儲(chǔ)能行業(yè)應(yīng)用情況如何？企業(yè)緣何跑步入局液冷領(lǐng)域？液冷儲(chǔ)能系統(tǒng)未來發(fā)展前景如何？圍繞上述問題，記者專訪了為國內(nèi)首個(gè)百兆瓦級電力電子化液冷儲(chǔ)能項(xiàng)目提供技術(shù)支撐的科華數(shù)能技術(shù)中心總經(jīng)理曾春保。
液冷技術(shù)是熱門研究方向
中國能源報(bào)：從去年開始，寧德時(shí)代、遠(yuǎn)景能源、陽光電源等諸多企業(yè)均推出了液冷儲(chǔ)能產(chǎn)品，您覺得企業(yè)為何積極布局液冷儲(chǔ)能？
曾春保：最近一年，液冷技術(shù)尤為火爆，吸引了眾多研究儲(chǔ)能的企業(yè)。液冷系統(tǒng)，可謂是目前電池?zé)峁芾淼臒衢T研究方向。液冷技術(shù)是利用冷卻液高效散熱方式，通過循環(huán)帶走電池系統(tǒng)熱量，實(shí)現(xiàn)電池包的最佳工作溫度條件。液冷技術(shù)具有導(dǎo)熱率高、散熱更均勻、能耗較低、占地面積少等優(yōu)勢。
液冷儲(chǔ)能最大特點(diǎn)是冷卻能力強(qiáng)，通過冷卻液對流直接對電芯散熱，不受外界條件影響，對溫度的控制更精確。液冷儲(chǔ)能系統(tǒng)不僅更安全、經(jīng)濟(jì)，而且更適合大容量儲(chǔ)能。相較于傳統(tǒng)風(fēng)冷集裝箱，能量密度可提升100%，節(jié)省占地面積40%以上。液冷系統(tǒng)比風(fēng)冷系統(tǒng)可節(jié)能30%左右，可保障電芯溫度更低、溫度均勻性更好，有效延長電池壽命，降低經(jīng)濟(jì)投入，縮短回本年限。
基于上述優(yōu)點(diǎn)，企業(yè)跑步進(jìn)入液冷儲(chǔ)能賽道，液冷或?qū)⑹俏磥韮?chǔ)能裝置核心的冷卻方式。
中國能源報(bào)：您剛才提到液冷系統(tǒng)比風(fēng)冷系統(tǒng)優(yōu)越，到底好在哪里？
曾春保：目前，鋰電池機(jī)組主流的熱管理方式有兩種：風(fēng)冷和液冷。風(fēng)冷系統(tǒng)簡單、制造成本低、便于安裝，可實(shí)現(xiàn)快速交付部署。不過，風(fēng)冷系統(tǒng)體積較大，受外部環(huán)境影響較大，電芯散熱溫差大，在系統(tǒng)安全、效率和經(jīng)濟(jì)性方面存在不少難題。液冷儲(chǔ)能正好解決了上述難題。
儲(chǔ)能項(xiàng)目建設(shè)的規(guī)模愈來愈大，電池單體容量和系統(tǒng)能量密度也需要不斷提高。以一個(gè)百兆瓦級儲(chǔ)能項(xiàng)目為例，需要十幾萬甚至幾十萬個(gè)電芯組合，對儲(chǔ)能系統(tǒng)溫控管理提出了更高要求。液冷儲(chǔ)能可以及時(shí)均勻散發(fā)熱量，延長電池壽命，防止出現(xiàn)熱失控而帶來火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。相較于風(fēng)冷系統(tǒng)，科華數(shù)能S3液冷儲(chǔ)能系統(tǒng)散熱功耗降低超過30%，LCOS可降低15%。
此外，液冷儲(chǔ)能系統(tǒng)可采用預(yù)制模塊化設(shè)計(jì)，廠內(nèi)預(yù)制，無需現(xiàn)場安裝調(diào)試。以我們的液冷儲(chǔ)能系統(tǒng)為例，初始投資成本可以降低2%以上。
開啟大規(guī)模應(yīng)用階段
中國能源報(bào)：既然有那么多優(yōu)勢，目前液冷儲(chǔ)能應(yīng)用情況如何？
曾春保：目前，液冷技術(shù)漸漸成為大型儲(chǔ)能系統(tǒng)的主流方案，進(jìn)入大規(guī)模應(yīng)用階段。去年，液冷儲(chǔ)能基本上得到了市場認(rèn)可?，F(xiàn)在，大型儲(chǔ)能項(xiàng)目招標(biāo)近80%是采用液冷儲(chǔ)能技術(shù)，也有很多工程師在研究相變材料和液冷或風(fēng)冷的混合模式。
中國能源報(bào)：在您看來，液冷儲(chǔ)能還面臨哪些挑戰(zhàn)？
曾春保：伴隨大規(guī)模儲(chǔ)能時(shí)代的到來，對電池技術(shù)及儲(chǔ)能系統(tǒng)提出了更高的要求，液冷儲(chǔ)能也面臨一些挑戰(zhàn)。首先，液冷管路復(fù)雜，接口多，如何保障整體全生命周期下管路的運(yùn)行可靠性是重點(diǎn)；其次，防凍液的壽命偏短，需要定期維護(hù)，一般3-5年后需要涉及一定的運(yùn)維或更換；最后，液冷pack的整體重量是幾百公斤等級，對pack級的維護(hù)需要專用設(shè)備及工具，也對運(yùn)維提出了較高的要求。
打造液冷儲(chǔ)能行業(yè)標(biāo)桿
中國能源報(bào)：與其他液冷儲(chǔ)能企業(yè)相比，科華液冷儲(chǔ)能最大特點(diǎn)是什么？優(yōu)勢在哪里？
曾春保：科華數(shù)能有著35年的電力電子技術(shù)積累以及多年的新能源項(xiàng)目研發(fā)與工程實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，我們在光儲(chǔ)融合應(yīng)用場景上有明顯競爭優(yōu)勢。例如，我們?nèi)ツ?月推出的科華數(shù)能S3液冷儲(chǔ)能系統(tǒng)深度融合了電力電子技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)和并網(wǎng)控制技術(shù)，采用“三級消防+三級防爆+三重絕緣”的安全設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)長期高安全、高可靠和高穩(wěn)定。憑借智能簇級控制技術(shù)和在線絕緣檢測技術(shù)，我們的液冷儲(chǔ)能可有效降低木桶效應(yīng)和短路電流風(fēng)險(xiǎn)，提升系統(tǒng)壽命和收益。
中國能源報(bào)：S3液冷儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用效果如何？
曾春保：S3液冷儲(chǔ)能系統(tǒng)出貨量已經(jīng)超過1GWh。我們?yōu)閷幭撵`武市的一座100MW/200MWh獨(dú)立共享儲(chǔ)能電站提供一體化液冷儲(chǔ)能系統(tǒng)集成解決方案，這也是國內(nèi)首個(gè)百兆瓦級液冷儲(chǔ)能的電力電子化應(yīng)用。我們的液冷儲(chǔ)能系統(tǒng)集成構(gòu)造要求高，需要優(yōu)選電池及各個(gè)核心元器件，并充分考慮安全、運(yùn)輸、安裝、調(diào)試、運(yùn)維等因素。如今，該技術(shù)產(chǎn)品適應(yīng)于各種高溫、高海拔、強(qiáng)風(fēng)沙等惡劣環(huán)境，為液冷儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用樹立了標(biāo)桿。
