浸没式冷却是当前电池热管理技术的研究热点

引言

浸没式冷却是当前电池热管理技术的研究热点，其核心优势在于冷却工质与电芯直接接触，实现高效换热的同时具备热失控抑制能力。然而，冷却工质的选择直接决定了系统的安全性和经济性。热安全团队（thermsafe.cn）整理了6种典型冷却工质的对比实验数据，为行业选型提供参考。

一、实验设计

以86Ah磷酸铁锂电芯为对象，在100% SOC条件下，分别浸没于6种冷却工质中触发热失控。6种工质包括：导热油（L-QD350）、10号变压器油、植物油（DS3天然酯）、硅油（50cSt）、乙二醇原液（99.9%，涤纶级）、电子氟化液（Novec-7200）。从实验现象、电压和温度曲线、时域和热学评估指标等方面综合评价。

二、实验现象对比

[图：6种冷却工质浸没下电芯热失控现象对比照片]

导热油和电子氟化液在热失控过程中发生了自燃，存在二次火灾风险。植物油在初期产生白烟后逐渐停止产烟，表现出优异的热失控抑制能力。

三、时域与热学评估

在时域评估指标方面，植物油和乙二醇原液表现最为出色，能够显著延缓热失控发展进程。硅油的时域评估指标表现较差，热失控发展速度较快。在热学评估指标方面，植物油和乙二醇依然领先，能够有效降低电池表面最高温度。电子氟化液虽具有不燃特性，但其热学指标表现不佳，实际降温效果有限。

[图：6种冷却工质时域与热学评估指标雷达图]

四、浸没量对抑制效果的影响

实验进一步研究了植物油浸没量对热失控抑制效果的影响。结果表明：浸没量越大，热失控发展越缓慢，电池表面最高温度越低，热失控剧烈程度越小。但浸没量的确定需结合应用场景、成本和工质具体参数综合权衡。过度增加浸没量会带来系统重量和成本的显著上升。

五、工程选型建议

从综合性能来看，植物油和乙二醇原液是当前浸没式液冷系统最优的工质选择。植物油具有天然酯类化合物的环保优势，乙二醇则在水基冷却液体系中具有成熟的工程应用经验。热安全团队（thermsafe.cn）建议在实际工程中还需考虑工质与电池外壳材料、密封件的相容性，以及长期运行中的工质劣化问题。

六、结论

浸没式液冷的冷却工质选择需从安全性、冷却效率、成本和工程适用性四个维度综合评估。植物油和乙二醇原液在热失控抑制方面表现突出，是当前阶段的最优选择。未来可进一步探索纳米流体、相变微胶囊悬浮液等新型工质在浸没式冷却中的应用潜力。

参考文献

• 范文强等. 不同冷工质对电池热失控抑制效果的试验研究. 储能科学与技术. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0975
• 梁沁沁等. 锂/钠电池热管理系统中液冷技术研究进展. 储能科学与技术. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2025.0797