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液冷集装箱式储能系统设计开发研究

余必坤

摘要：在储能行业的发展过程中，对于液冷集装箱式储能系统的设计，需要综合考虑储能系统、储能热管

理系统和储能消防系统，才能最大限度地满足储能需求。相较于传统的风冷储能系统而言，液冷集装箱式储能

系统具有更高的性价比，同时也能更好地满足储能所需。基于此，本文针对液冷集装箱式储能系统设计，从理

论和实践两个方面进行验证，以此体现液冷集装箱式储能系统在储能中的优越性。

关键词：储能系统；液冷；集装箱；设计

与传统的储能设备相比，液冷集装箱式储能系统是一因此，在使用液冷技术时，可以利用液冷对流换热的

种全新的储能设备，这是因为液冷集装箱式储能系统具有方式进行降温处理，将电池中产生的大量热量直接带走，

储能密度高、寿命长等优点，故而被广泛应用于电网系统从而使电池的温度下降，不会引起火灾事故的发生。对于

和工业园区内。我国储能市场从原有的MW/MWh级逐步冷却液可能存在的漏液风险，设计师应当采用结构设计的

进入GW/GWh级时代，急需全新的电力系统来有效推动碳方式，以有效避免漏液问题的发生，加之液冷的效率比风

中和”的战略目标需求的实现。为此，本文对液冷集装箱冷效率更高，这也使得电池的使用寿命更长。相较于传统

式储能系统进行分析，并借助STAR-CCM+仿真软件对的风冷系统，液冷系统的优势更加明显，此外，液冷系统

该储能系统中的风道结构进行探究，以期为液冷集装箱式还有着更强的安全性能，这也是液冷集装箱式储能系统被

储能热管理系统提供合理的设计方案。广泛推广的原因之一，有助于在采用液冷热管理的方式时，

为液冷集装箱式储能系统的设计开发研究提供必要的参考

液冷集装箱式储能方案的选择和借鉴。

当前在我国储能行业的发展过程中，较为成熟的储能上壳体

技术以电化学储能方式为主，而电化学储能技术又主要依水室

靠锂电池技术。锂电池的性价比与安全性都比较高，随着电池外壳

科技水平的不断发展，磷酸铁锂电池逐渐成为电化学储能安装固定孔

技术的全新储能电池方式[1]。火电厂的辅助调频过程，对电池管理系统

于储能电池的要求比较高，为了更高效地满足其电池储能高压连接器

的需求，火电厂储能联合调频中使用到的电池就逐渐转变下壳体

为磷酸铁锂电池，以更好地满足火电厂对电池高倍特性的图1液冷系统组成

需求。然而站在用户的立场上对电池储能进行分析时，则

应该以消峰填谷和需求响应为主。磷酸铁锂电池同时也应二、液冷锂电池储能系统分析

满足这样的要求，以便于使其满足用户储能需求。通过对液冷锂电池通常包括电池舱和电气舱两个部分，电池

舱由电池簇、液冷系统、消防系统等多种设备组成，而电

我国储能供电的安全事故调查发现，从2011年到2021年

这十年间，国内的储能电站总共发生过32起火灾事故，气舱由交流器、变压器、控制柜等部分组成。在整个锂电

池储能系统的设计过程中，往往需要对电池包、电池簇以

而对这32起火灾事故进行调查后发现，其中26起火灾事

故都是由于火电厂使用了三元锂电池而引发的火灾事故。及电池舱等进行全方位的设计，这三个部分的设计详情如

这是因为三元锂电池中的电池热失控造成电池内部短路，图2[2]所示。在储能系统电芯中，所使用的电池主要为串

电池内短路导致电池在使用过程中温度过高，从而引起了联的形式，其中每一个电池组包含48块电池，因此电池

火灾。的电容量可以达到43kW·h。在所使用的电池系统中，为

56产品可靠性报告2024年第4期

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了确保电池的储能系统容量被控制在2.75MW·h，对应在进行储能系统液冷回路的选择时，通常采用并