Yüksek yoğunluklu enerji depolama senaryolarında, rafa monte edilmiş lityum pillerin ısı dağılma verimliliği doğrudan güvenlik ve yaşamlarını belirler. Tek bir kabinin güç yoğunluğu 5kW'dan 20kW'a atladığında, geleneksel pasif ısı dağılımı artık sürdürülebilir değildir. Endüstri, sıvı soğutma teknolojisini, akıllı sıcaklık kontrol algoritmalarını ve termal simülasyon tasarımını, "önleme yönelimli, hassas kontrol" ısı yayma sistemi oluşturmak için yükseltiyor, böylece pil, tüm yaşam döngüsü boyunca 25-35 derecelik ideal bir çalışma aralığını koruyabilir ve veri merkezleri ve iletişim tabanı istasyonları gibi anahtar senaryolar için kararlı enerji desteği sağlayabilir.
1 Sıvı Soğutma Teknolojisi Yinelemesi: Soğuk plakadan daldırmaya verimlilik sıçraması
Soğuk plaka sıvı soğutma şu anda ana akım çözümdür ve çekirdeği ısı kaynağı ile "hassas temasta" yatmaktadır. 19 inçlik rafın içinde, bakır mikrokanal soğuk plakalar, pil modülünün kenarına, sadece 3 mm'lik bir kanal çapına sıkıca tutturulur. Soğutucu (% 50 su +50% etilen glikol) ısıyı 0.8L/dakikalık bir akış hızında taşır. 20kW raf monte edilmiş lityum pilin belirli bir markası, bu tasarımı benimser, termal direnç 0,1 derece /W'ya düşürülür, bu da geleneksel hava soğutmalı sistemlerden% 60 daha düşüktür. Pilin sıcaklık farkı, tam yük çalışması sırasında ± 3 derece içinde kontrol edilir. Sıvı sızıntısı riskini önlemek için soğuk plaka ve modül termal iletken jel ile kapatılır, koruma seviyesi IP65'e ulaşır ve 1000 saatlik titreşim testinden sonra hiçbir sızıntı bulunmaz.
Daldırma sıvı soğutma, yüksek güçlü senaryolar için nihai çözümdür. Pil modülünü tamamen iletken olmayan florlu sıvıya daldırın, bu da ısıyı emen ve harici bir ısı eşanjöründen soğutun. Isı transfer verimliliği soğuk bir plakanın iki katıdır. Belirli bir süper bilgisayar merkezinin 40kW enerji depolama dolabında, flor sıvının kaynama noktası 60 dereceye ulaşır, bu da doğal buharlaşma yoluyla biraz ısıyı ortadan kaldırabilir. Bir pompa dolaşım sistemi yardımıyla, kabinenin enerji tüketimi (PUE) 1.05'e düşürülür, bu da soğuk bir plakadan% 30 daha fazla enerji tasarrufludur. Bu teknolojinin zorluğu sızdırmazlık tasarımında yatmaktadır. Dolap, lazer tarafından kaynaklanmış paslanmaz çelik bir kabuk benimser ve basınç testi, sıvının sızmamasını sağlayarak 0.5MPa'lık bir iç basınca dayanabileceğini gösterir.
2 Akıllı Sıcaklık Kontrol Algoritması: Öngörücü regülasyonlu sıcaklık dengesi tekniği
AI tabanlı öngörücü sıcaklık kontrol sistemi, ısı dağılmasını "pasif tepki" den "aktif önleme" e kaydırır. Sistem, pil şarjı ve deşarj hızı, ortam sıcaklığı ve tarihsel termal kaçak verileri gibi 100'den fazla parametreyi analiz ederek bir termal davranış tahmin modeli oluşturur ve ısı yayılma gücünü 15 dakika önceden ayarlar. Belirli bir iletişim baz istasyonunun gerçek ölçümü, bu algoritmanın soğutma sisteminin etkisiz enerji tüketimini%40 azaltabileceğini göstermektedir. Yaklaşan şarj zirvesi tahmin edildiğinde, pil sıcaklığında ani bir artışı önlemek için soğutucu sıcaklığı önceden 2 derece düşürülür.
Dinamik trafik tahsis teknolojisi 'nerede olursa olsun ısı gönderme' ilkesini fark eder. Sıvı soğutma sisteminin her dalı, her bir modülün gerçek zamanlı sıcaklığına (doğruluk ± 0.5 derece) göre akış hızını otomatik olarak ayarlayan bir elektrik düzenleme valfi ile donatılmıştır. Sıcaklık farkı 3 dereceyi aştığında, sapma düzeltmesi başlatılır. Bir veri merkezinin enerji depolama kümesinde, bu dinamik ayar, en sıcak ve en soğuk noktalar arasındaki sıcaklık farkını 8 dereceden 2 dereceye düşürür ve pil döngüsü ömrünü%15 oranında uzatır.
3 Termal Simülasyon ve Yapısal Optimizasyon: Isı dağılma basıncının kaynaktan azaltılması
Tasarım aşamasında, termal simülasyon teknolojisi "sanal deneme yanılma" için güçlü bir araç haline gelmiştir. Farklı hücre düzenlemeleri ve hava kanalı yapıları altında sıcaklık alanı dağılımını simüle etmek için CFD (Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği) yazılımı kullanarak, ısı dağılma kör noktalarını önceden tespit etmek mümkündür. Belirli bir üretici bir 3U pil modülü geliştirirken, geleneksel "sıkı düzenlemenin" merkezi alanda 5 derecelik bir sıcaklık artışına neden olacağı simülasyon yoluyla bulundu. Bu nedenle, modülün iç sıcaklık farkını 4 derece içinde kontrol etmek için "kademeli bir düzenleme" ve ilave akış kanallarına ayarlanmış ve ilave ısı yayma bileşenlerine olan ihtiyacı ortadan kaldırmıştır.
Yapısal malzemelerin yeniliği de ısı dağılmasına katkıda bulunur. Raf çerçevesi, sıradan çeliğin dört katı olan 160W/(M · K) termal iletkenliğine sahip 6061 alüminyum alaşımdan yapılmıştır. Modül tarafından üretilen ısıyı kabine kabuğuna hızlı bir şekilde aktarabilir; Pil modülünün kabuğu, sadece yalıtım sağlamakla kalmayıp aynı zamanda ısı dağılmasını hızlandıran termal olarak iletken plastikten (ek grafen ile) yapılmıştır, bu da geleneksel ABS plastikine kıyasla ısı dağılma verimliliğinde% 50 artışa neden olur. Belirli bir 2U modülü, ek ısı yayma alanına ihtiyaç duymadan, aynı çalışma koşulları altında sıcaklığı 3 derece azaltmak için bu malzeme kombinasyonunu kullanır.
Rafa bağlı lityum pillerin ısı dağılma devrimi esasen "Donanım İnovasyonu+Yazılım İstihbaratı" nın bir işbirliğidir. Soğutma sistemi, vücut sıcaklığı düzenleme mekanizması kadar doğru ve verimli olabildiğinde, lityum pillerin enerji yoğunluğu ve güvenliği artık sadece yüksek yoğunluklu enerji depolama için teknik engelleri temizlemekle kalmayıp aynı zamanda raf monte edilmiş lityum pilleri, enerji interneti içinde daha güvenilir bir şekilde dağıtım enerjisinin esnek planlamasını desteklemek için mümkün olmayacaktır.