电池起火主要由电池热失控产生，热失控主要是因为电池内短路，内短路的主要原因有机械滥用、电气滥用和热滥用，应对热滥用的方式是采取良好的热管理设计。液冷储能系统最大限度地提高了能量密度，相比于风冷储能系统，其成本和性价比更具优势。储能系统以0.5C运行时，热管理系统可以保证电池工作环境在最佳温度范围内。热管理设计的标准指标有两项，一是保证电池表面温度处于15～35℃，二是保持电池间的温差不超过5℃。
现有的储能系统很少选用液冷技术，因为电池储能系统在一定空间内积聚了大量的电池，一旦乙二醇水溶液泄漏会造成短路，易引发连锁反应，造成重大事故，但是液冷电池包在新能源汽车中运用非常成熟，储能系统是静止放置的，不会有漏液风险。液冷集装箱系统减少了内部风道的设计，采用外维护系统，不用设置内部走廊空间，采用大电池包设计，最大限度地提高了能量密度。从综合成本上讲，液冷集装箱储能系统更有优势。技术上也有足够的积累。
本文以液冷集装箱式储能系统为例，对储能系统、储能热管理系统进行设计开发研究，阐述了液冷机组的设计选型，也可以通过热仿真技术计算流道流量以及液冷版压力对结构和泵的功率进行精准选型和设计。
液冷技术通过液体对流换热，将电池产生的热量带走，降低电池温度。液冷的漏液风险可以通过结构设计避免，液冷的效率比风冷的效率高，液冷的温差控制优于风冷，液冷的流体温度和流量控制比风冷的风道控制简单，空间利用率也更高，采用液冷的电池寿命更长，当电池模组内温差达到5℃时其循环寿命比温差控制在2℃以内的模组寿命减少30%。
本文如下例来说明：
储能系统电芯采用亿纬锂能方形铝壳磷酸铁锂LF280K电芯（3.2 V/280 Ah），PACK采用1P48S组合，单个PACK容量是43.008 kW·h，电池系统由8组电池簇并联，每组电池簇由8个PACK串联，额定电压1 228.8 V，储能系统容量2.75 MW·h。储能系统电池舱是标准的20尺集装箱（6.058 m×2.438 m×2.896 m），具有防水、保温、防腐、防火、阻沙、防震、防紫外线等功能，其防护等级为IP54。为了防止电池出现过度充电和过度放电现象，实现对电池的充放电管理，确保电池系统稳定、可靠运行，系统须配置电池管理系统（BMS），保护硬件须配继电器、断路器、熔断器等。
该系统的液冷热管理系统由液冷板、液冷机组、液冷管路、高低压线束和冷却液组成。为防止泄漏，采取以下措施。第一，液冷接头采用车规级的防漏液冷却管道快插接头，可以保证在储能系统运行时，漏液的风险降到最低。第二，在液冷机组膨胀水箱设置液位传感器，如果有漏液现象发生，液冷机组会报警。第三，电池包设计的防护等级为IP67，保证漏液时对系统无影响，以规避漏液。
电池包的液冷板是铝合金压铸一体成型，集成了底座和液冷板的功能，其中，液冷板和密封盖板采用搅拌摩擦焊连接；同时，液冷板也会做气密性检测，保证液冷板密封性能良好。冷却液采用乙二醇，液冷系统通过一定的热管理策略，对电池包进行制冷或制热。储能集装箱采用外维护模式，储能系统共有8簇，其中，4簇并排在一起，另外4簇与之背靠背布置，储能系统的液冷回路采用并联方式，但相邻两个电池包采用串联方式，各支路采用流量计独立监控，保证各个电池包冷却液的流速和流量均衡。
液冷机组根据控制策略实现制冷、制热以及除湿功能。
当电池最高温度Tmax≥28℃、平均温度Tvag≥25℃时，启动制冷策略：压缩机开启，高温高压的制冷剂从压缩机中排出，进入冷凝器冷凝，放热降温后，通过膨胀阀进行节流降压，然后进入蒸发器，并与冷却液进行换热，制冷剂在蒸发器中吸热蒸发后流回压缩机吸气口，完成一个制冷循环。此时，水路中的水泵开启，PTC加热器不开启，冷却液在板式蒸发器中冷却后进入电池包液冷板，对电池进行冷却，将热量带出，从而达到冷却电池的目的。当电池最高温度Tmax≤25℃、平均温度Tvag≤22℃时停止制冷策略。
当电池最低温度Tmiin≤12℃、平均温度Tvag≤15℃时，启动加热策略：压缩机处于关闭状态，水泵、PTC加热器开启，冷却液经过PTC加热器加热后，进入电池冷板，加热电池。此模式适用于电池温度过低时，需要对电池进行加热的情况。当Tmin≥20℃、Tvag≥23℃时，停止制热模式。
当进水口温度≤12℃，液冷机组进入自循环模式，压缩机、风机、PTC加热器关闭，水泵开启，使冷却液在电池冷板和机组中周而复始地循环流动，将电池包中的热量带出。当集装箱内湿度高于对应温度下的露点温度时，液冷机组开启除湿模式。
集装箱内主要热负荷为电芯发热功率P、电芯温升吸热Q，单体电芯在不同倍率下的充电或放电功率可用下式。
P=I²×R×1.2（P发热功率、I电芯容量、R电芯内阻。）
储能系统设定的充放电倍率为0.5C，电芯LF280K在0.5C充电的发热功率平均值为12.5 W，放电的发热功率平均值为9.5 W。储能系统的总电芯数量为n，整个储能系统有3 072块LF280K电芯。
总发热功率为P=12.5×3 072=38 400 W
制冷功率计算：
设置电芯的最大温升ΔT=10℃，电芯的质量m=5.42×3 072=16 650.24 kg，电芯温升发热量可用下表示：
Q=CmΔT（C为电池比热容，kJ/（kg·℃）取1.055）
Q=175 660.03kJ。
电池热功率P1=Q/t，充放电2 h，则t=7 200s，
P1=24 397 W。
液冷机组的制冷负荷P2>（P-P1）·k，（k为安全系数，取1.2~1.5）
P2=19.6 kW
所以制冷功率设定为20 kW。
制热功率计算：
锂离子电池的工作温度-20~50℃，充电温度0~50℃，在零下低温环境工作需预热将电芯温度提升到0℃及以上。
假定环境温度为-30℃，电池吸收热量为Q1=CmΔT1，其中ΔT1=-30℃，
电池吸收的热量Q1=526980.09kJ，
电池的吸热功率P2=Q1/t1，其中，t1=12h，P2=12.2kW，
制热功率设定为14 kW。
