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深度解析:为何选择液冷?

作者: | 发布日期: 2024 年 01 月 09 日 9:09 | 分类: 产业资讯

液冷技术是一种利用液体带走电池发热量的散热技术,用于提高储能系统性能、能源效率;液冷利用了液体的高导热、高热容特性替代空气作为散热介质,同传统风冷散热对比,液冷具有低能耗、高散热等优势,是解决储能系统散热压力和节能挑战的必由之路。

为何液冷能替代风冷成为工商业储能系统主流温控解决方案?主要有以下原因:

1  一体化&高集成

工商业储能产品正朝着一体化和高度集成的趋势发展。越来越多主流厂商致力于提供全套解决方案,而不再单独销售电池、PCS等独立产品。例如,晶科和阿诗特2022年的产品采用高度集成设计,易于安装且适用于各应用场景;比亚迪MC-1工商业储能系统采用电芯-系统一体化设计,即插即用。

高度集成的一体化设计对电池的温控水平提出了更高要求,液冷的热交换系数远高于风冷且较风冷可节省40%的空间。显然,液冷技术更适应高度集成的储能系统,符合工商业储能产品的发展趋势。

2  储能单体系统容量增大

工商业储能单体系统容量不断增长,使得液冷技术逐渐成为目前工商业系统产品主流温控解决方案。如大秦数能新品DH300Y、盛虹新品星云SH-IEC-LV266L,已经开始采用300Ah以上的大容量电芯。

随着工商业储能系统单体规模以及能量密度的提升,系统工作时所产生的热量也将大幅增加,为了维持适当的温度和电池组之间的温差,储能温控系统的重要性也将进一步凸显,故散热效率更高的液冷将成为主流方案。

3  更高寿命&更长循环

更高寿命,更长循环成为工商业储能系统的核心竞争要素。如鹏辉Great One 300工商业储能产品、欣旺达Super工商业储能系统,电池循环次最高可达12000次,15年设计使用寿命,可大大提高工商业储能系统的经济效益,可见使用寿命已经成为厂商绕不开的话题。据调研,液冷较风冷可提升电池寿命20%,成为提高系统寿命的关键因素。

4  定制化设计

定制化设计成为高频词。如德业MS-L400-2H1工商业储能系统便可满足用户的定质量容量配置需求。未来工商业储能应用场景愈加多元化,市场也更需要差异化、定制化的产品解决方案与服务。

在这种背景下,温控设备的设计也需要匹配集成商的定制化解决方案,因此液冷产品也将向定制化、非标设计方向发展。

液冷工商业储能产品盘点

目前,工商业储能产品中280Ah电芯仍是主流,但不少厂商新品已经开始采用320Ah甚至375Ah等更大容量的电芯:

图:部分厂家液冷工商业储能系统产品
深度解析:为何选择液冷? 深度解析:为何选择液冷?
数据来源:企业产品手册、官网

液冷储能优点

一、低能耗

液冷散热技术散热路径短、换热效率高、制冷能效高的特点促成液冷技术低能耗优势。

散热路径短:低温液体由CDU(冷量分配单元)直接供给电芯设备内,达到精准散热,整个储能系统将减少很大的自耗电。

换热效率高:液冷系统通过换热器实现液液换热,可以集中的使热量有效率的传送出去,换热更快速,具备更优的换热效果。

制冷能效高:液冷技术可实现40~55℃高温供液,配备高能效变频压缩机,同等制冷量条件下的耗电量更低,可进一步降低用电成本,高效节能。

除制冷系统自身的能耗降低外,采用液冷散热技术有利于进一步降低电芯温度,电芯温度降低带来更高的可靠性和更低的能耗,储能系统整机能耗预计可降低约5%。

二、高散热

液冷系统常用介质有去离子水、醇基溶液、氟碳类工质、矿物油或硅油等多种类型,这些液体的载热能力、导热能力和强化对流换热系数均远大于空气;因此,针对电芯,液冷相比于风冷具有更高的散热能力。

同时,液冷直接将设备大部分热量通过循环介质带走,单板、整柜整体送风需求量大幅降低;并且在电池能量密度高,环境温度变化大的储能电站内,冷却液与电池紧密融合,使各电池之间温度控制相对均衡。同时,液冷系统与电池包高度集成的方式,能够提升冷却系统的温控效率。

来源:派沃、EESA

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