储能温控中液冷技术渗透率预计持续提升？ ,储能冷却系统

1924人浏览 2024-11-22 提问网友：132****6587 IP归属地：尉氏县

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戴灵璇师傅
2026-04-09

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“储能热管理研究院”的研究员撰写并发布了这篇《储能温控开启增长级》全套文章，这是其中内容之一。
储能温控中液冷技术
渗透率预计持续提升
储能温控技术以风冷、液冷为主，热管、相变在研。目前以风冷、液冷为主，热管冷却、相变冷却处在研阶段。
不同温控技术路径效果表现
风冷：以空气为冷却介质，利用对流换热降低电池温度的一种冷却方式。但由于空气的比热容低，导热系数也偏低，更适用于功率相对较小的通信基站、小型储能系统等。
液冷：利用液体对流换热转移电池工作产生的热量。由于液体比热容及导热系数都高于空气，更适用于高功率的储能系统、数据中心、新能源汽车等。
热管冷却：热管冷却是依靠封闭管壳内工质相变实现换热，分为冷端空冷和冷端液冷。（目前处于在研阶段，本文暂不展开讨论）
相变冷切：相变冷却是利用变相材料发生相变吸收能量的一种冷却方式。（目前处于在研阶段，本文暂不展开讨论。）
液冷与其他温控技术对比
风冷技术：强制风冷技术成熟，风道设计是要点。液冷技术：液冷具有更好散热性能，流道定制化设计是难点。液冷系统组成：主要由制冷剂循环系统、冷却液循环系统（电子水泵、水冷管道、水箱、电池冷板组）及控制系统组成，主要部件为电池液冷板。目前常用的两种模式：一是直接接触将电池模块沉浸在液体中；二是间接接触在电池间设置液冷板。液冷式需要借助电子泵等辅助设备。相较于风冷，液体换热系数高，可以用于大容量电池的冷却，不受海拔和气压的影响，适应范围更加广泛，但液冷方式由于设备昂贵导致成本较高。对于电池系统，直接接触的沉浸式液冷存在漏液风险，目前主要以间接接触的电池液冷板液冷为主要方案。
水冷机组系统结构示意图
液冷管路布置
液冷有更高的比热容和导热系数
CATL液冷电箱示意图及性能参数
液冷冷却效果出色、空间利用率更高、能耗更低、适用范围更广。①冷却效果出色：液体导热能力是空气的3倍，其带走热量是同体积空气的1000倍+；风冷一般可以将电芯温差控制在5-10℃，而液冷则可控制在5℃以内，更出色设计方案可以将冷却液进水管与回水管的温差控制在2 ℃以内。②空间利用率更高：液冷不需要预留散热通道，大幅减少储能系统占地面积；③能耗更低：温控占能源消耗比重约35%，是除IT设备外能耗最大设备。与传统风冷技术相比，液冷系统耗电量方面约比风冷系统节省电量30%~50%，应用液冷技术的数据中心机房整体能效将得到30%提升。④适用范围更广：液冷更能适应严酷环境，更能配合风光发电所处地，例如海边高盐地、沙漠等。
⑤液冷提升电池寿命：液冷技术下，电池寿命可提升10%。
不同温控技术路径效果表现
液冷应用在储能领域的独特优势
热管、相变冷却：均处研究阶段，尚未用于电池储能系统
热管冷却是依靠封闭管壳内工质相变实现换热。相变冷却是利用变相材料发生相变吸收能量的一种冷却方式。
相变冷却计数原理
热管冷却原理
相变储能自然冷却系统运行示意图
技术现状：风冷现阶段市场渗透率高，液冷产品推广力度加大
受益于目前储能发展仍处于初期阶段，项目多为容量、功率较小的小型储能系统，风冷制冷效率可满足需求，经济性占优支撑其市场较高渗透率。
风冷单GWh价值量0.3亿，相对液冷系统经济性占优
风冷相对液冷可靠性高：①风冷系统结构简单，更易于安装、维护；②部分液冷系统仍存在冷却液泄露、故障点多等风险，风冷系统可靠性相对更高。
风冷制冷效率仍可提高，市场空间仍有一席之地。风冷可通过优化风道设计等，控制气流方向、流速及途径，以此提高制冷制热效率。
电池组自然对流与强制风冷的温度分布
液冷系统方案价值分配
宁德时代、阳光电源、比亚迪等主流企业纷纷开始加大液冷产品推广力度。
技术趋势：
（1）液冷渗透率提升，风冷仍具一席之地
（2）储能盈利预计有望改善，有利液冷渗透率提升
相比于三元电池，磷酸铁锂电池成本低，可降低储能成本：NCM811三元锂电池价格成本为1.0-1.2元/Wh，能量密度是170-200Wh/kg；磷酸铁锂电池价格为0.5-0.7元/Wh，能量密度为130-150 Wh/kg。
电池价格下降将带来储能经济性拐点
储能系统盈利有望改善，液冷渗透率或提升：根据行业预测，到2025年储能系统成本预计降至0.84元/Wh。目前储能处商业化发展初期，成本敏感度高，且液冷技术可靠性有待提高，因此风冷渗透率较高；随着储能盈利模式改善，成本敏感度下降，液冷技术不断成熟完善，有望带动液冷渗透率提升。
磷酸铁锂电池性价比高更适合做储能电池
电池技术在储能应用范围广泛
（3）调峰调频等大型储能需求有望提升，或将推动液冷发展
（4）液冷方案可提升储能全生命周期经济性
新能源场站通常采用度电成本（LCOE）评估经济性，考虑到储能具有既是电源又是负荷的特性，以度电利润作为核心指标并引入安全性，评估储能全生命周期的经济性。液冷温控在储能领域的实际应用，能够发挥其技术优势，实现全生命周期储能经济性提升。
这是《储能温控开启增长级》节选内容，欢迎关注我们更多交流。

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