電化學(xué)儲能電站的運行需要一個穩(wěn)定的溫度。溫度過高或過低,都將影響儲能電站的運行效率和使用壽命。尤其在溫度過高的情況下,還可能引發(fā)電芯的著火、爆炸,給儲能電站帶來安全威脅。
由于電化學(xué)電池的熱特性,控溫成為電化學(xué)儲能產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵一環(huán)。溫控就是指通過加熱或冷卻技術(shù)對電池的溫度進行有效控制和調(diào)節(jié)的過程。溫控系統(tǒng)與電池管理系統(tǒng)配合,對鋰電池進行恒溫控制,使其維持在安全的參數(shù)范圍內(nèi),避免電池進入熱失控狀態(tài)。
從產(chǎn)業(yè)鏈價值量拆分來看,儲能系統(tǒng)中電池成本占比約55%,PCS占比約20%,BMS和EMS合計占比約11%,熱管理成本根據(jù)所選溫控技術(shù)方案的不同,成本在2-4%之間。雖然溫控價值量占比不高,但溫控設(shè)備將儲能電池設(shè)備溫度保持在合理區(qū)間,是保障儲能系統(tǒng)安全性和工作壽命的關(guān)鍵設(shè)備。
目前電池溫控技術(shù)有風(fēng)冷、液冷、熱管冷卻、相變冷卻等,其中熱管和相變冷卻技術(shù)尚未成熟,風(fēng)冷和液冷是目前主流溫控技術(shù)路線。
性能優(yōu)秀的液冷系統(tǒng)可實現(xiàn)更小的電芯間溫差從而延長電池壽命,也有助于儲能系統(tǒng)空間緊湊等優(yōu)勢,因此液冷系統(tǒng)的滲透率在逐年提升。隨著實際使用經(jīng)驗的豐富,儲能系統(tǒng)集成商和終端業(yè)主對液冷系統(tǒng)的多鏈條復(fù)雜性和長周期可靠運維的挑戰(zhàn)認識愈加清晰,將進一步促進液冷系統(tǒng)完善配置、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)鏈分工配合,以更好匹配儲能熱管理的長壽命、高可靠等應(yīng)用場景特點。
未來隨著新能源電站、離網(wǎng)儲能等更大電池容量、更高系統(tǒng)功率密度的儲能電站需求起步,儲能系統(tǒng)能量密度與發(fā)熱量更大,對安全性和壽命的要求更高,將推動行業(yè)更多轉(zhuǎn)向采用液冷方案。