△思源清能esGrid 3MWh储能单元实物外观
热管理是保证储能系统持续安全运行的关键。据相关机构不完全统计，2022年至今，全球就已经发生了17起以上的储能着火事故。锂电池热失控是引发储能系统安全事故的主要原因之一。在锂电池充放电的过程中，一部分化学能或电能转化成热能，如储能系统散热不佳，就可能致热失控，造成电池短路、鼓包、出现明火，最终引发火灾、爆炸等安全事故。
储能系统产热大，散热空间有限，自然通风下难以实现温度控制，易损害电池的寿命和安全。与动力电池系统相比，储能系统电池的功率更大，数量更多，产热更多，而电芯紧密排列又导致散热空间有限，热量难以快速、均匀地散发，易引起电池组之间的热量聚集、运行温差过大等现象，最终损害电池的寿命和安全。
锂电池产热与放电倍率正相关，高倍率高容量下产热显著增加，热管理系统的重要性不断增强，对热管理系统的设计要求也在不断提高。
理想情况下的热管理设计可以将储能系统内部的温度控制在锂电池运行的最佳温度区间（20-30℃），并保证电池包、电池簇、电池舱内部的温度均一性，从而降低电池寿命衰减或热失控的风险。
——全新定义的电芯全立面散热+自然风道均温+同温层设计
目前储能系统的散热方式主要分风冷和液冷。风冷和液冷是手段不是目的，确保电芯安全稳定运行才是储能温控的关键。
思源清能提出，一个符合安全设计的锂电池储能系统温控应满足如下三个标准：
1）电芯工作在20-30℃最优温度区间之内。防止温度过低的寿命衰减和温度过高的不良副反应。
2）电芯本体温差控制在5℃以内。防止单个电芯的温差过大引起的内部化学反应不均衡。
3）同簇内电芯的同一位置温差控制在5℃以内。尽量保障电芯间的一致性，防止个别电芯安全性的问题成为系统安全性短板。
思源清能新发布的esGrid场站级储能系统提出了“电芯全立面散热+自然风道均温+同温层设计”的创新设计理念。
打破电芯紧密排列成组的固有设计，在电芯间加入隔断风道设计，既保证结构强度又能使电芯大立面受风，在气流路径上电芯的四个立面均能有效散热，使得单个电芯本体温差控制在5℃以内，本体均温性大大改善。全立面散热可快速降低电池表面温度，使电池长期运行壳温不超过30℃。
通过PACK内结构设计，利用双列模组全立面散热的空气动力学原理设置了自然风道，双向回风，取消了PACK风扇设计。此举彻底解决了当前主流风冷方案中由于风扇“抢风”导致的PACK间风量不均问题，大大提升了PACK间的温度均衡。同时，取消PACK风扇的设计，也大大减轻了全生命周期中维护的工作量和成本。
储能系统运行中，由于冷热空气的比重不同，会导致电池舱在垂直方向上产生一定的温度梯度。当前主流的电池簇纵向布置方式使得同一簇内的PACK天然处在不同的温度梯度上，影响了电池间温度一致性。对此，思源清能创新提出“同温层”设计理念，采用单簇单排横向布置，保障一个簇位于同一温度梯度上，进一步降低电池之间的温差。
思源清能提出的“电芯全立面散热+自然风道均温+同温层”创新设计有效提升了电芯本体、簇内不同电芯间温度均衡性，保障了电芯的最佳工作温度，极大提升了电池的一致性。对储能系统的安全、效率、寿命均带来了较大的提升。
资料来源：思源清能、网络等
储能液冷系统一般由电池包液冷系统和外部液冷系统两部分组成，其中温控厂商一般负责提供外部制冷工业系统，核心部件包括水泵、压缩机、换热器等。内部电池包液冷系统包括液冷板、管路等零部件，一般由储能系统集成商负责采购和组装。
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原文始发于微信公众号（艾邦储能与充电）：思源清能：重新定义储能系统的热管理
