中国石油王会娟:浸没式冷却液储能电池高效散热安全与保障的创新解决方案
10月10日,由中国电池工业协会主办的中国国际电池工业博览会(IBIE 2025)暨中国国际电池应用大会在深圳召开。中国石油润滑油公司工程师王会娟 ,分享了《浸没式冷却液储能电池高效散热安全与保障的创新解决方案》主题报告。
王会娟表示,当前全球电力需求激增,我国新能源开发加速向规模化、集约化转型,沙戈荒大基地已成为地面电站开发主流模式。但新能源的不稳定性与随机性,使大型储能站成为能源系统的关键支撑。
在储能技术中,电化学储能(尤以锂电池为核心)是新型电力系统的重要基础装备,全球市场年增长率超 60%。而锂电池的使用寿命与安全性能,高度依赖电芯温度的精准控制。近 5 年全球已发生 80 余起锂电池储能电站火灾爆炸事故,安全风险、电池寿命及温度均一性问题备受关注,浸没液冷储能由此成为新型解决方案。
王会娟强调,相较于风冷与冷板冷却,浸没式液冷在高倍率充放场景中优势显著。其不仅适用范围更广、均温性更优,还能规避泄漏导致的绝缘失效风险;而当前主流的冷板冷却,因介质导电,一旦泄漏便存在绝缘失效隐患。
浸没式液冷并非全新技术,其原理早在六七十年前便应用于传统变压器冷却。近年来,该技术凭借独特优势,开始在数据中心、基站、储能、新能源汽车及充电桩等多个领域加速探索与应用。
其核心原理是将发热设备(如服务器、电池电芯)直接浸没于冷却液中,通过冷却液循环实现直接散热。相较冷板的间接散热与传统风冷,其具备三大显著优势:
一是散热性能优异,可支持高功率、高倍率充放场景;
二是温度均一性好,能将电芯温差控制在 3℃及以内;
三是安全性更高,可有效抑制热失控扩散,同时降低电池全生命周期成本达 27%。
同时,从倍率上限、冷却效果、加热效果及温度均一性等维度对比,浸没式液冷在各类冷却方式中优势明显,被业内普遍认为是提升电池安全稳定性的长期可靠方案。
作为该技术的核心,浸没式冷却液需与设备直接接触,其开发重点围绕四大关键性能:绝缘性能、散热性能、材料相容性及安全性能。其中,安全性能涵盖长周期稳定性、使用寿命及阻燃性。当前,行业对冷却液的阻燃性存在普遍关切,不少人疑问其采用的油性介质是否会加剧燃烧,这也成为该技术推广过程中的核心关注点之一。
当前浸没式液冷冷却液主要分为氟化液与油类两大品类。氟化液因成本高昂,更适用于数据中心场景,在对成本敏感的储能领域推广潜力有限。油类冷却液涵盖矿物油、合成油、合成烃、硅油等,中国石油润滑油公司经综合评估,最终选定碳氢类化合物作为核心方案。
王会娟进一步表示,为攻克浸没式液冷规模化应用瓶颈,其团队开展了系列关键实验,验证技术安全性与适用性。
值得一提的是,在行业应用与标准化布局中,浸没式液冷技术已具备成熟应用基础,2023 年 3 月南方电网已建成全球首个浸没式储能电站,目前运行稳定,且在海外数据中心领域应用时间较长。
从综合优势来看,该技术一是热扩散控制能力突出,实验中电芯间距仅 1 毫米仍未发生热扩散;二是可通过优化温度均一性与散热性能延长电池寿命;三是总拥有成本较低,未来结合消防系统优化有望进一步降低成本。
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