电芯泡进冷却液后，母排成了下一处热源

把电池泡进绝缘冷却液，听起来像把“散热”这件事一步做完了。10月13日，美国西南研究院（SwRI）公布的新型电池模块却把镜头移到一个容易漏看的部件母排。

母排负责把大尺寸电芯连接起来，电流越大，它越不能只被当作一块铜排。SwRI的新结构让冷却液同时照顾电芯和母排，目标是高倍率运行下温度更均匀，同时减少泵送造成的冷却液损失，并尽量省掉昂贵的导热界面材料。

浸没液冷同时带走电芯和母排热量的剖面示意

● ● ●

母排为什么会热

电流经过任何有电阻的连接件都会发热，最简单的近似式是P=IR。若电芯从1C提高到2C放电，电流变成原来的2倍；假设母排和接点电阻暂时不变，发热功率会变成4倍。到了3C，则是9倍。

现实中还会更麻烦。螺栓预紧力、接触面氧化、焊点一致性都会改变接触电阻。某个接点只高出一点点，局部温升就可能先于电芯平均温度冒头。BMS看到的几支温度探头正常，不代表每个母排连接处都凉快。

传统冷板多从电芯底部或侧面导热，中间还隔着导热垫。热量要先穿过电芯外壳、界面材料和冷板，才进入冷却回路。浸没液冷让绝缘液直接接触更多表面，少跨几层热阻；若流道也能扫过母排，就不必只盯着电芯外壳降温。

● ● ●

“泡着”不等于“冷得匀”

浸没液冷真正难的是流动。液体若总走阻力最小的通道，靠近入口的电芯很凉，角落里却可能形成低速区。流速一味加大，又会提高泵功、密封压力和辅助用电。

今年一项针对16只51Ah方形电芯的实验研究比较了风冷、冷板、静态浸没和强制浸没，并指出流量、电芯间距、介电液性质与分层界面都会改变最高温度和温差。也就是说，冷却液是什么、从哪里进、经过谁、从哪里出，和“是否浸没”同样重要。

电芯间流道母排接点泵功与温差组成的液冷检查图

● ● ●

工程验收要看四笔账

这类方案进入储能柜，不能只拿一张热成像图验收。

第一笔是温差额定与峰值功率下，最热电芯、最热母排接点分别在哪里。第二笔是泵功为压低几摄氏度，辅助系统吃掉多少电。第三笔是材料账介电液与密封件、线缆护套、塑料件长期接触后是否相容。第四笔是事故账漏液怎样监测，维护时如何排液，单体失效后是否方便更换。

SwRI此次公开的是新模块架构和应用方向，没有给出兆瓦级储能系统的循环效率、长期漏液率、全寿命成本或热失控传播测试数据。因此，它可以证明“母排也应进入热管理边界”，还不能证明所有储能柜都该立刻改成浸没式。

对项目方更实用的判断是当倍率提高、功率密度上升、冷板温差难压住时，再比较浸没液冷带来的热均匀性收益，能否覆盖介电液、泵、换热器、密封和维护的新增成本。技术路线没有自动胜负，热量最终从哪一处被带走，才是设计的起点。

我是 Stanley，长期关注储能和电力市场交易。

资料来源

SwRISafety-critical battery products and immersion-cooled module International Journal of Heat and Mass TransferDynamic immersion cooling experiment

原文标题:电芯泡进冷却液后，母排成了下一处热源