液冷“风起”PCS开辟新赛道

  伴随储能电芯朝着大容量方向疾驰，储能系统向5MWh+时代迈进，更大规模、更高单位体积内的包含的能量成为系统集成发展的新趋势，加之应用场景更复杂多元，对储能系统的寿命、安全、成本等要素提出了更高的要求。而这种种，都在催生包括电芯、PCS、BMS、EMS等在内的储能关键部件技术持续的迭代演进。

  作为电池储能系统与电网交互的接口，储能变流器是储能系统中的核心一环，在提升系统运行效率，保障系统稳定可靠上，发挥着至关重要的作用。

  在近期与多家储能PCS企业或版块负责人的沟通交流中，中国储能网获悉，将液冷技术应用至PCS产品中，正在成为PCS“变身”的其中一个方向，其在提升产品功率密度、优化性能指标和增强环境适应性方面发挥着关键作用。

  随着全球可再生能源装机量的迅猛增长，储能产业愈加广阔的市场天地正在被开掘，然而严重的“内卷”困扰着中国储能企业，想要实现突围，最终的落点只能在技术产品等核心竞争力上。而这其中，高安全、低成本、高效率是储能技术升级绕不过去的门槛。

  在多样化的技术路线中，已在电池上实现应用的液冷算是近两年储能技术迭代的代表之一。且根据数据显示，液冷在储能电池上的应用正逐渐增加，2023年其市场渗透率约为25%，较2021年的12%实现大幅增长。

  “在整个储能系统中，电池的成本占比约为50%，PCS约为15%，电池技术在很大程度上影响着PCS的迭代方案。”某PCS厂家表示，PCS与电池的技术发展方向基本趋同，液冷技术也是如此。

  据悉，采用液冷冷却方式的PCS，可以给产品带来更高的功率密度、更优的性能指标和更好的环境适应性。

  与传统采取风冷散热的PCS相较，液冷PCS在冷却介质、系统结构、散热能效等多个方面存在明显差异。

  风冷PCS，是采用空气作为冷却介质，通过风扇等设备，将空气吹过PCS组件，把热量带出至预制舱风道，再由预制舱内的空调系统进行散热。其优势在于系统结构相对简单，初装成本较低，但从散热效率来看，风冷PCS明显示弱。

  “储能PCS的液冷与风冷的路线选择上，实际是功率与散热需求的平衡。”科华数能副总裁、技术中心总经理曾春保曾指出，2.5MW功率等级下，风冷已基本达到散热极限。

  从这一角度来看，液冷PCS因为采用了高导热系数的冷却液作为介质，通过水泵驱动防冻液在液冷板内循环流动，能够更直接地与PCS组件接触，因此散热效率更高。

  同时，由于冷却液的换热系数与比热容更高，且不受海拔和气压等因素影响，液冷系统拥有比风冷系统更强的散热能力，更加适应大规模、高能量密度的储能项目。

  对此，北京毕绿新能源技术院研究员洪森亦表示，在百兆瓦级储能电站场景中，考虑过载能力和场站热堆积及热岛效应，PCS采用液冷散热方式已成为行业发展趋势。

  成本上，风冷PCS尽管初始成本较低，但其散热效率有限，想要维持适当的温度，或需要增加风扇数量和功率，但如此一来即增加了能耗和运行成本；而液冷系统则具有更高的散热效率和更低的能耗，能够在全生命周期内降低综合成本。

  另外在能量密度上，与风冷PCS相比，液冷PCS是通过热对流降低电气设备温度的冷却方式，结构更为复杂且紧凑，不需要部署大面积的散热通道，占地面积相对较小，能够更高效地利用空间，提高储能电站的单位体积内的包含的能量和整体效率。

  趋势而动。液冷PCS正在吸引慢慢的变多企业的目光。据中国储能网不完全统计，目前已有多家企业将产品线延展至液冷PCS版块，正在研发或已推出有关产品，甚至表示已实现批量化生产。

  根据下图展示的部分企业的液冷PCS产品，不难发现，在不同厂家、不一样的规格、不同应用场景设定的产品介绍中，除了安全、成本、效率、寿命等吸睛字眼外，静音模式、宽温域、极端工况等也频频成为产品宣传的亮点。由这样来看，拥有多重优势的液冷PCS方案，随着未来储能系统调用频率的提高，或将获得更大的发展空间。

  但，几乎和所有新技术路线在成长初期所面临的境况相同，液冷PCS也收到了不同的声音。

  有企业在采访中对中国储能网记者直言，液冷PCS只能应用于液冷储能系统，而风冷PCS则没有这种限制，在具有成本优势的风冷系统仍占据大部分储能市场的当下，液冷技术在PCS上的应用仍相对有限。

  也有企业提出，从实际应用的方面出发，液冷PCS还停留在概念阶段，真正已落地应用的产品寥寥无几。

  亿储电气热管理专家郭向吉更直接表示，尽管液冷散热技术的散热性能优越，但压缩机电力消耗巨大，冷水机组维护复杂。且液冷系统潜在的漏液问题、单相散热的均温性较差，令人望而却步。

  如果说液冷PCS在实际应用端资历尚浅，锤炼还需时日，那么新一发技术路线的出现，对处于发展初期的液冷PCS而言，更是挑战。

  据郭向吉介绍，亿储电气目前已基于热虹吸环路效应，形成了一种区别于风冷和液冷的三维热管理系统。通过在蒸发器的冷板上采用微通道强化传热技术，并对散热表明上进行特殊处理，提升换热性能。

  处一隅而观全局。随着储能行业的持续火热，技术迭代和创新还将继续，应用在PCS上的散热技术方案可能还会推陈出新。鹿死谁手，终究是要看市场的检验。

  而对于正在历经检验的液冷PCS，已有积极的观点认为，从全生命周期的综合成本来看，其在很多场景下具有较强的竞争力。但究竟会否成为主流应用之一，尚需拭目以待。