网讯：储能产业是当下热度最高的行业之一，而作为储能产品核心系统之一的热管理系统，机遇与挑战并存。从第十三届中国国际储能大会上可以看到，各企业争相推出全浸没式液冷散热技术相关产品，用于温度控制的储能液冷技术正处于快速发展阶段，未来市场空间广阔。
据中国化学与物理电源行业协会储能分会统计，截至目前，我国涉及储能产业的注册企业已超过8万家，到2025年新型储能的产业规模或突破万亿元大关，到2030年预计接近3万亿元。
液冷储能系统已成主流
液冷储能对系统的安全性和经济性提升明显
储能项目整体规模的增加以及“大电芯”的趋势，安全风险提升，如何更好的控制电芯温度，降低储能系统能耗，提升储能系统安全性，业界提出的解决方案之一是升级储能热管理系统（即风冷散热经冷板式液冷散热向全浸没式液冷散热过渡）。
目前储能热管理的主流技术路线是风冷和液冷。储能热管理技术路线主要分为风冷、液冷、热管冷却、相变冷却，其中热管和相变冷却技术尚未成熟。
风冷：以空气为介质进行热交换。主要特点为结构简单、成本低，但散热速度和效率较低，适用于电池产热率不高的储能项目；
液冷：以液体为介质进行热交换。主要特点为散热速度和效率更高，但结构更复杂、成本更高，同时需考虑冷却介质泄露的风险；
热管冷却（正在实验室阶段中）：凭借着管内的冷却介质发生了相变来进行换热。主要特点为散热速度和效率高于液冷，冷却介质泄露风险更低，但成本更高；
相变冷却（尚处于实验室阶段）：通过相变材料吸收热量，并结合风冷/液冷系统等导出热量。主要特点是结构紧凑、接触热阻低、冷却效果好，吸收的热量需要依靠液冷系统、风冷系统等导出，但相变材料占空间，成本高。
液冷储能最大特点是冷却能力强，通过冷却液对流直接对电芯散热，不受外界条件影响，对温度的控制更精确。液冷储能系统除了经济和安全性，而且也更加适用于大容量储能。相较于传统风冷集装箱，能量密度可提升100%，节省占地面积40%以上。液冷系统比风冷系统可节能30%左右，可保障电芯温度更低、温度均匀性更好，有效延长电池寿命，降低经济投入，缩短回本年限。
图1：风冷与液冷的方案介绍
图2：风冷与液冷在各项上的对比
综合来看，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。因此从长期来看，随着新能源电站、离网储能等更大电池容量、更高系统功率密度的储能电站需求起步，储能系统能量密度与发热量更大，对安全性和寿命的要求更高，将推动行业更多转向采用液冷方案。
大规模应用面临的难题
目前，液冷技术渐渐成为大型储能系统的主流方案，进入大规模应用阶段。去年，液冷储能基本上得到了市场认可。现在，大型储能项目招标近80%是采用液冷储能技术，也有很多工程师在研究相变材料和液冷或风冷的混合模式。
伴随大规模储能时代的到来，对电池技术及储能系统提出了更高的要求，液冷储能也面临一些挑战。首先，液冷管路复杂，接口多，如何保障整体全生命周期下管路的运行可靠性是重点；其次，防冻液的寿命偏短，需要定期维护，一般3-5年后需要涉及一定的运维或更换；最后，液冷pack的整体重量是几百公斤等级，对pack级的维护需要专用设备及工具，也对运维提出了较高的要求。
目前市场上储能温控液多采用传统的技术路线，通过各类添加剂来消耗解决乙二醇氧化酸化等问题，使用年限一般不超过5年，在使用后期由于添加剂消耗过快而导致液冷系统管路出现腐蚀及沉积等情况，极易造成温控液的堵塞或泄露，从而损坏电池或造成系统短路，导致储能电站安全隐患。而频繁更换冷却液或修理管道需要在能项目的运行过程中需要通过关停等方式来对液冷系统进行维护或更换，从而极大影响项目经济性。因此，研发超长寿命的储能温控液将是储能温控未来的发展趋势。
全浸没式液冷系统崭露头角
全浸没液冷储能技术，顾名思义，在储能系统中，电芯直接浸没于冷却液（介质是超纯水、矿物油、聚烯烃和含氟类灭火剂等各种冷却绝缘液体），与空气、水分等完全隔离，通过电芯与冷却液直接接触以及液体循环来实现快速、充分的温度控制。
形象地说，如果把风冷散热比喻成吹风扇，冷板液冷散热比喻为贴着冰块，那全浸没液冷散热就是电芯集体“泡冷水澡”。
实际工作时，电池直接浸没在舱内的冷却液中，实现对电池直接、快速、充分冷却降温，可确保电池在最佳温度范围内运行，有效延长电池的使用寿命，整体提升储能电站的安全性能。
图3：储能在线PACK级全浸没液冷原理图及电池箱
综合来看，全浸没液冷散热相较风冷散热和冷板液冷散热，优点在于温度控制效率高、系统安全性高，缺点则是现阶段系统成本、运维成本较高，且现阶段大规模商业应用模式还未完全成熟，正处于初步试用阶段。
全浸没式液冷储能系统现阶段成本较高，难以应用在对成本较为敏感的储能场景。不过，针对那些高度重视安全性，对成本不那么敏感的场景，如公共设施、数据中心、商业建筑、机场、港口、轨道交通等领域，全浸没式液冷储能系统前景广阔。
未来，随着全浸没式液冷储能技术进一步迭代，规模化、标准化应用形成，成本大幅下降，结合其高安全性的压倒性优势，其在储能系统内的渗透率将得到爆发性提升。
液冷储能系统渗透率有望25年达到45%！
对于储能液冷市场展望，根据高工产业研究院测算，2022-2025年，中国储能温控市场规模将从46.6亿元增长至164.6亿元，复合年均增长率为52.3%。据高工产业研究院(GGII)分析，2025年国内储能温控出货价值量将达到165亿元随着储能能量和充放电倍率的提升，中高功率储能产品使用液冷的占比将逐步提升，液冷有望成为未来主流方案，其中液冷技术到2025年渗透率有望达到45%左右。
未来，由于新能源电站和离网储能等需要更大的电池容量和更高的系统功率密度，液冷储能的占比将越来越大，必将凭借其综合优势成为储能市场的主流。并将激发储能系统厂商持续布局新产品、新技术的热情，推动储能系统的安全性和经济性提升。
（上述内容整合自搜狐、中国证券报、电化学储能、知乎、ofweek储能网等）
