当前电化学储能的主流散热方式为冷板式液冷，相较传统风冷其散热效率大幅度提升，但仍然存在接触热阻、结构复杂、安全性不足等问题。所以，浸没式液冷技术——将电池整个“泡”在绝缘冷却液中，让冷却液直接和电池表面接触换热，被寄予厚望成为电化学储能散热新方向。
然而，浸没式液冷也并非十全十美。本期，我们继续来分享端午期间学习的论文内容，郭俊山等人论文《新型浸没式液冷储能电池模组流动传热特性分析》。该论文研究的主要内容是：在电化学储能浸没式液冷中，冷却液流到模组中后段时，流速几乎停滞，导致后半段电池温度明显偏高，整体散热不均。
论文中，研究人员选用氟化液作为绝缘冷却液，以8串方形磷酸铁锂储能电池(以下简称为C1-C8)为基础模组展开实验：
（1）折流板内构件结构优化效果
当不作任何改变的情况下，冷却液流经前端电池后温度升高、流速大幅衰减，模组C6、C7形成稳定高温区，流场分布极不均匀。当在C3至C8间隙增设折流板时，依靠导流改变了冷却液流动路径，流体换热行程延长，电池间流动死角得到消除，从而显著提升了综合传热性能：
1.温度性能：高温电池平均温度降低2.2%，局部热点温度下降20%，模组电池平均温升降低24.9%，模组最大温差下降28.3%，电池一致性大幅改善；
2.流场特性：模组全域冷却液流速均匀性提升，后端电池换热流量充足，彻底解决后端过热问题；
当然，以上传热性能的提升也有代价——增设折流板后，导流结构增大流动阻力，模组冷却液压力损失由47.21Pa升至61.59Pa。换言之，就是冷却液流动阻力增大了约30%，泵耗也跟着水涨船高。尽管研究人员指出相对温差对电池安全和使用寿命的决定性影响，这点代价值得，工程上具备可行性。但实际应用中，真实的代价和效果平衡问题可能还需要进一步讨论。
不仅如此，该论文还得出来其他三个关键结论：
（2）研究人员发现，在1~5L/min的梯度流量范围内开展对比试验时，随流速提升，单位时间内流经电池模组截面的冷却液总质量、对流换热系数均有上升，模组整体散热能力持续增强。
流量由1L/min提升至5L/min时，高温电池平均温度下降5.7%，局部热点温度降低5.2%，单体电池平均温升降低44.1%，模组最大温差从1.89℃降至0.99℃，降幅47.6%。但流速也不是越高越好——增大冷却液流速也会导致冷却液压力损失增大，换言之就是流经阻力增大。所以在实际应用中仍要全方位考量，选个性价比最高的流速。
（3）研究人员发现，在15-25℃试验区间内，冷却液初始温度越低，单体电池降温效果越好。温度从15℃升至25℃，高温电池平均温度上升28.2%，局部热点温度升高33.2%，高温风险显著加剧。
但是，当冷却液初始温度过低时，入口处电池会被“冻”得太狠，反而拉大模组内部的温差——初始温度从15℃提高到25℃，模组内最大温差却下降了近60%。所以在实际应用中也需要综合考虑，采用适中温度的冷却液。
（4）基于大量数值模拟数据，研究人员拟合出了一个传热预测公式：
Nu=56.4075*Re^0.187*(T0/T∞)^(−3.5195)−13.2641
以上公式适用范围为：流量为1~5L/min、冷却液初始温度为 15~25℃。
不过，以上研究也存在一定局限，比如电池组仅8串小模组仿真，仅覆盖1C放电、单一氟化液类型、固定电池间距等。相关研究仅可作为工商储、大储等项目液冷系统优化理论支撑，实际应用中还是建议以具体工况为准。