热管理是保障储能系统（ESS）可靠性与安全性的核心保障，也是提升能效、延长服役寿命的关键措施。为构建高效稳定的储能系统热管理体系，本文系统梳理了当前主流热管理技术，探讨了各类冷却技术的优缺点及提升传热能力的方法。结果表明：风冷技术结构简单但散热能力有限；液冷技术热容量高但存在泄漏和腐蚀风险；相变材料冷却能维持温度稳定性但普遍存在导热不足的问题；热管冷却可实现优异的冷却效率但成本相对较高。此外，储能系统热管理面临多重挑战，包括高热流密度下的温度控制难题、长期运行中的性能衰减、局部过热安全风险以及智能化设计与控制不足。未来热管理技术将趋向于复合冷却技术与材料创新，优化设计需与系统运行需求及经济性相结合，有望为储能系统热管理提供更可靠的理论支撑与工程解决方案。
储能系统作为平衡能源供应与需求、促进可再生能源并网的关键技术，在新型电力系统中发挥着日益重要的作用。其中，电化学储能因能量转换效率高、响应速度快、模块化程度高等优势，已成为重点发展的储能解决方案。然而，随着储能系统向高能量密度、大容量方向发展，电池在充放电过程中产生的热量急剧增加，热管理问题日益突出。锂离子电池的最佳工作温度范围为20~35℃，且单体电池间温差不宜大于5℃。超出此范围将导致电池容量衰减、循环寿命缩短，严重时可能引发热失控事故。因此，研发高效合理的储能系统热管理技术，对于保障储能系统安全稳定运行具有重要的工程价值和现实意义。
风冷技术以空气为冷却介质，通过强制或自然对流带走电池产生的热量，具有结构简单、可靠性高、维护成本低等优势。风冷系统的核心结构由风机、风道及空调组成，在经济性优先的场景中仍是主流选择。风道结构的优化设计是提升风冷散热效率的关键。研究表明，通过优化风道布局、增设导流板、调整进出风口位置等措施，可有效改善气流分布的均匀性，从而降低电池模组内部的温差。液冷技术利用冷却液的高导热性和大比热容，可实现比风冷更高的冷却效率。液冷系统可分为直接接触式和间接接触式两类。间接液冷通过液冷板等换热器件进行热交换，技术成熟度较高，已在储能系统中得到广泛应用。液冷板的结构设计和放置形式直接影响电池簇的热均衡性，多流道强化散热设计是当前的研究热点。直接液冷（浸没式冷却）使冷却液与电池直接接触，可提供优异的温度均匀性，同时从本质上降低热失控和火灾风险，是面向大容量储能系统的新兴解决方案。相变材料冷却利用材料固-液相变过程中的潜热吸收或释放来实现温度控制，其优势在于能够维持电池温度的稳定性。然而，相变材料普遍存在导热系数不足的问题，且受限于高设计成本和能效衰减，目前主要处于研究阶段，尚未实现大规模商业化推广。热管技术依靠工质的蒸发-冷凝循环实现高效传热，具有优异的冷却效率和良好的温度均匀性。根据GB/T
14811-2008《热管术语》的定义，热管是一种利用工质相变传递热量的高效传热元件。现有国家标准已对无管芯热管（GB/T 9082.1-2011）、有管芯热管（GB/T 9082.2-2011）的分类及技术要求，以及热管传热性能试验方法（GB/T 14812-2008）、寿命试验方法（GB/T 14813-2008）作出了明确规定。热管冷却的主要制约因素在于系统成本相对较高。此外，包括纳米微孔防火板在内的一类高性能防火隔热板材，也逐步被集成到储能系统的热管理方案中，用以提升整包级别的热安全冗余能力。
储能系统热管理当前面临以下核心挑战：高热流密度下的温度控制，随着储能系统能量密度的持续提升，单位体积产热量显著增加，传统的单一冷却方式难以满足高效散热需求；长期运行的性能衰减，电池在长期循环使用中，其电化学性能和热特性均会发生衰减，对热管理系统的自适应能力提出更高要求；局部过热安全风险，电池簇内单体电池间的温度不均匀会导致一致性劣化，局部过热可能触发链式副反应，最终导致热失控；智能化设计与控制不足，现行热管理系统多为被动响应式控制，缺乏基于工况预测的主动智能调控能力，能效优化空间有限。
单一冷却技术各有优劣，未来发展方向将趋向于多种冷却方式的耦合应用。例如，风冷与液冷的混合架构、相变材料与液冷的协同设计、热管与风冷的组合方案等，可在保留各自优势的同时弥补单一技术的缺陷，实现对复杂工况的适应性热管理。材料层面的突破是提升热管理性能的根本途径。新型高导热相变材料、纳米增强传热介质、高性能界面材料的研发，将有效解决传统材料导热不足、接触热阻偏大等问题。同时，浸没式冷却液的绝缘性、材料兼容性等性能优化也是材料创新的重要方向。人工智能技术正在赋能储能热管理的全过程。在仿真设计层面，基于物理信息的神经网络和代理模型可加速多尺度热仿真与结构优化；在运行控制层面，强化学习等算法可实现对风机、泵、压缩机等多部件的协同优化控制；在状态感知层面，基于有限测点温度数据重构全场温度分布的神经网络策略，可实现精准的实时热状态监测。这些智能化手段将推动热管理系统从“被动响应”向“主动预测”转变。储能系统并非孤立的能量单元，其热管理与周边能源系统的深度集成将日益重要。储能系统运行产生的废热可通过热泵提质后用于建筑供暖、工业用热等场景，实现能源的梯级利用。同时，储能系统与建筑、工业过程的协同热管理，可在系统层面提升整体能效。
热管理是保障储能系统安全、高效、长寿命运行的核心技术环节。风冷、液冷、相变材料冷却、热管冷却等主流技术各有适用场景与性能边界。面对高热流密度、长期性能衰减、局部热失控等挑战，未来储能热管理技术将向复合冷却、材料创新、智能化控制、系统集成四个维度协同发展。相关标准化工作也在同步推进，GB/T 46443-2025《储能热管理 电化学储能用制冷（热泵）机组》已于2026年5月1日起实施，全国电力储能标准化技术委员会正在组织制定《电化学储能电站热管理系统技术要求》，这些标准的出台将为储能热管理技术的工程应用提供重要的规范化依据。
