瑞浦兰钧：如何优化储能系统热管理与安全设计？

2023年8月29日，由OFweek维科网和维科网储能共同举办的“OFweek 2023（第三届）储能技术与应用高峰论坛”在深圳成功举办。

本次论坛以“助力双碳，储赢未来”为主题，论坛现场，聚集了储能行业众多专家和优秀企业高层，与来自全国各地的储能精英人士齐聚鹏城，共话新型储能产业发展现状与挑战，探讨储能系统热管理与安全，分析光储融合数字化可行性，分享储热技术及其在电池热管理领域的应用成果，展望碳酸锂价格回归理性后，钠离子电池的储能应用前景，力求促进储能行业高质量快速发展，为我国实现“双碳”目标贡献力量。

本次论坛上，瑞浦兰钧储能事业部技术经理罗斌发表了题为《储能系统热管理与安全设计探讨》的精彩演讲。

罗斌介绍，储能电池温度会影响到电池的循环寿命和日历寿命，极端温度可能会引起电池析锂和热失控。此外，电池温度还会限制电池功率及容量，可能无法满足储能系统的功率需求。因此，为实现储能电池更高倍率充放电，提高经济效益，保障储能安全，储能系统热管理尤其重要。

储能热管理系统由冷却系统、加热系统、保温系统、热扩散防护系统等组成，可保证电池在使用工况中处于合理的温度范围。当前储能热管理技术主要有风冷和液冷两种技术。

风冷主要分为两种自然冷却是利用自然风压、空气温差、空气密度差等对电池进行散热处理，不过，自然冷却效率较低，且集装箱或预制箱内空间狭小，空气流通不便，难以达到温控要求；强迫风冷散热方式采用工业空调和风扇进行制冷，通过压缩机和制冷剂的协同作用，可控制舱内温度低于外部环境温度，实现内、外部温度逆差。

液冷系统主要包括电池散热板、配水管线路和制冷/供液系统低温冷却液流经电池系统内部与电芯发生热交换以后，再流回热交换器与低温制冷剂进行热交换，从而将电池产生的热量带出电池系统。

储能电池热管理开发流程包括热管理参数设定和概念方案开发、热管理方案设计、工况模拟分析、匹配系统要求等步骤组成。为开发出可靠的储能热管理系统，一维仿真和三维仿真等仿真开发工具尤为关键。

三维仿真，指基于真实的3D模型，对模型进行简化后划分网格，以动量、能量、质量守恒方程为基础，把流场的控制方程组用数值方法离散到一系列网格节点上，并求其离散数值解的一种分析方法。可得到可视化的结果。

一维仿真，则是基于质点的概念进行离散，根据传热路径进行一维建模，运用理论公式和性能曲线进行计算。

两种仿真开发工具相辅相成，一维仿真为三维仿真提供发热量、优化后的策略等数据；三维仿真给一维仿真提供系统热阻及电芯温度等数据，来校准1D模型；减少一维仿真的模拟误差。两者结合建立联合仿真模型后，可以在各种瞬态或循环条件下快速获得仿真结果，大大提高仿真效率。

罗斌进一步指出，储能电池安全构成主要包括4个方面机械安全、E/E安全、热安全、化学安全。

其中，罗斌详细介绍了电池模组起火的原因，包括高温烟气点燃结构件或线束、高温可燃烟气遇到空气燃烧、电解液遇到高温物体燃烧、可燃气体/液体被电弧点燃。在电池安全预警方面通过将电池热管理参数/外部使用工况（电流）以及电池温度计算算法与BMS进行结合，让BMS可以预测储能电池的温度，可智能控制热管理。

最后，罗斌对瑞浦兰钧及公司储能产品进行了介绍。

瑞浦兰钧成立于2017年，注册资金21.6亿元，2022年公司销售额为120亿元，目前正在冲刺IPO。按照计划，2027年，公司将突破千亿销售额，登榜全球动力电池企业TOP4。

储能产品方面，公司的A16风冷储能系统具有同冷暖（温差2℃）、多兼容、高安全、密集成、可升级、高寿命（10000次标准循环）等优点；Y52液冷储能系统具有一致温控、三级架构、升级扩容、多重防火、高密集成、系统安全、长程服役（10000次标准循环）等优点。