W scenariuszach magazynowania energii o wysokiej gęstości wydajność rozpraszania ciepła baterii litowych zamontowanych na stojaku bezpośrednio określa ich bezpieczeństwo i żywotność. Kiedy gęstość mocy pojedynczej szafki przeskakuje z 5 kW do 20 kW, tradycyjne pasywne rozpraszanie ciepła nie jest już zrównoważone. Przemysł modernizuje technologię chłodzenia cieczy, inteligentne algorytmy kontroli temperatury i projekt symulacji termicznej w celu zbudowania „systemu rozpraszania ciepła zorientowanego na zapobieganie”, aby bateria mogła utrzymać idealny zakres roboczy o 25-35 stopni przez cały swój cykl życia, zapewniając stabilne wsparcie energetyczne dla kluczowych scenariuszy scenariuszy i staż bazowych danych.
1 Iteracja technologii chłodzenia cieczy: Skok wydajności z zimnej płyty do zanurzenia
Chłodzenie cieczy zimnej płyty jest obecnie roztworem głównego nurtu, a jego rdzeń polega na „precyzyjnym kontakcie” ze źródłem ciepła. W 19 -calowym stojaku miedziane mikrokanałowe zimne płyty są szczelnie przymocowane z boku modułu akumulatora o średnicy kanału zaledwie 3 mm. Chłód (50% woda +50% glikol etylenowy) przenosi ciepło przy prędkości przepływu 0,8 l/min. Pewna marka baterii litowej montowanej w stojaku 20 kW przyjmuje tę konstrukcję, przy czym opór cieplny zmniejszył się do 0,1 stopnia /W, który jest o 60% niższy niż tradycyjne systemy chłodzone powietrzem. Różnica temperatur akumulatora jest kontrolowana w granicach ± 3 stopnia podczas pełnego obciążenia. Aby uniknąć ryzyka wycieku cieczy, zimna płyta i moduł są uszczelnione żelem przewodzącym termicznym, poziom ochrony osiąga IP65 i nie stwierdzono wycieku po 1000 godzin testu wibracji.
Chłodzenie cieczy zanurzeniowe jest ostatecznym rozwiązaniem dla scenariuszy o dużej mocy. Zanurz moduł akumulatora całkowicie w niekondukcyjnej fluorowanej cieczy, która pochłania ciepło i ochładza go przez zewnętrzny wymiennik ciepła. Wydajność przenoszenia ciepła jest dwa razy większa niż zimna płyta. W szafce magazynowej o długości 40 kW w pewnym centrum superkomputerów temperatura wrzenia cieczy fluorowej osiąga 60 stopni, co może usunąć ciepło poprzez naturalne odparowanie. Za pomocą systemu cyrkulacji pompy zużycie energii (PUE) szafki jest zmniejszone do 1,05, co jest o 30% bardziej energooszczędne niż na zimnej płycie. Trudność tej technologii polega na projekcie uszczelniania. Gabinet przyjmuje skorupę ze stali nierdzewnej przyspawanej laserem, a test ciśnienia pokazuje, że może wytrzymać ciśnienie wewnętrzne 0,5 MPa, zapewniając, że ciecz nie wyciekła.
2 Inteligentny algorytm kontroli temperatury: Technika bilansu temperaturowego z regulacją predykcyjną
Oparty na AI system kontroli temperatury temperatury przesuwa rozpraszanie ciepła z „reakcji pasywnej” na „aktywną zapobieganie”. System ustanawia model prognozowania zachowania termicznego, analizując ponad 100 parametrów, takich jak ładowanie akumulatorów i szybkość rozładowywania, temperatura otoczenia i historyczne niekontrolowane dane i dostosowuje moc rozpraszania ciepła 15 minut wcześniej. Rzeczywisty pomiar określonej stacji bazowej komunikacji pokazuje, że algorytm ten może zmniejszyć nieskuteczne zużycie energii w systemie chłodzenia o 40%. Kiedy przewiduje się nadchodzący szczyt ładowania, temperatura płynu chłodzącego jest obniżana o 2 stopnie z wyprzedzeniem, aby uniknąć nagłach wzrostu temperatury akumulatora.
Technologia dynamicznego alokacji ruchu zdaje sobie sprawę z zasady „wysyłania ciepła wszędzie tam”. Każda gałąź systemu chłodzenia cieczy jest wyposażona w elektryczny zawór regulacyjny, który automatycznie dostosowuje natężenie przepływu w oparciu o temperaturę w czasie rzeczywistym (dokładność ± 0,5 stopnia) każdego modułu. Gdy różnica temperatury przekracza 3 stopnie, inicjowana jest korekta odchylenia. W klastrze magazynowania energii w centrum danych ta dynamiczna regulacja zmniejsza różnicę temperatur między najgorętszymi i najzimniejszymi punktami od 8 stopni do 2 stopni i wydłuża żywotność cyklu akumulatora o 15%.
3 Symulacja termiczna i optymalizacja strukturalna: zmniejszenie ciśnienia rozpraszania ciepła ze źródła
W fazie projektowania technologia symulacji termicznej stała się potężnym narzędziem do „próby wirtualnej i błędów”. Korzystając z oprogramowania CFD (Computational Fluid Dynamics) w celu symulacji rozkładu pola temperatury w różnych układach komórkowych i strukturach przewodów powietrznych, możliwe jest wcześniejsze wykrycie niewidomych punktów rozpraszania ciepła. Kiedy pewien producent opracował moduł baterii 3U, poprzez symulację stwierdzono, że tradycyjne „szczelne rozmieszczenie” spowodowałoby wzrost temperatury o 5 stopni w centralnym obszarze. Dlatego dostosowano go do „rozłożonego układu” i dodanego kanałów przepływowych w celu kontrolowania wewnętrznej różnicy temperatur modułu w granicach 4 stopni, eliminując potrzebę dodatkowych składników rozpraszania ciepła.
Innowacja materiałów konstrukcyjnych przyczynia się również do rozpraszania ciepła. Rama stojakowa wykonana jest ze stopu aluminium 6061 o przewodności cieplnej 160 W/(m · k), która jest czterokrotnie większa niż zwykła stal. Może szybko przenieść ciepło wytwarzane przez moduł do skorupy szafki; Skorupa modułu akumulatora jest wykonana z uprawiającego termicznie tworzywa sztucznego (z dodanym grafenem), który nie tylko zapewnia izolację, ale także przyspiesza rozpraszanie ciepła, co powoduje 50% wzrost wydajności rozpraszania ciepła w porównaniu z tradycyjnym plastikiem ABS. Pewny moduł 2U wykorzystuje tę kombinację materiału, aby zmniejszyć temperaturę o 3 stopnie w tych samych warunkach pracy, bez potrzeby dodatkowego obszaru rozpraszania ciepła.
Rewolucja rozpraszania ciepła akumulatorów litowych montowanych na stojakach jest zasadniczo współpracą „Innovation Innovation+Software Intelligence”. Gdy układ chłodzenia może być tak dokładny i wydajny, jak mechanizm regulacji temperatury ciała, gęstość energii i bezpieczeństwo akumulatorów litowych nie będą już sprzecznością, która nie tylko usuwa techniczne bariery magazynowania energii o wysokiej gęstości, ale także umożliwia zamontowane w stojaku akumulatory litowe w celu obsługi elastycznego planowania energii rozproszonej w bardziej niezawodnym internecie energii.