Hoe de thermische uitdaging van energieopslag op te lossen
De focus op temperatuurregeling bij elektrochemische energieopslag ligt op het verbeteren van de levensduur en de veiligheid van batterijen, dus de ruimtebeperkingen op temperatuurregelapparatuur zijn relatief soepel. Meestal worden elektrochemische energieopslagapparaten in buitenomgevingen ingezet, dus er wordt meer aandacht besteed aan de stabiliteit, levensduur en werkings- en onderhoudskosten van temperatuurregelapparatuur. De vereisten voor het volume en het gewicht van de apparatuur zijn relatief los. Momenteel zijn luchtgekoelde oplossingen verantwoordelijk voor een groot deel van de elektrochemische energieopslag, maar met de upgrade van nieuwe energiecentrales en off-grid energieopslag naar een grotere batterijcapaciteit en een hogere systeemvermogensdichtheid zal het gebruik van oplossingen voor vloeistofkoeling ook snel toenemen. toename.
De vraag naar temperatuurregeling van nieuwe energievoertuigen legt meer nadruk op het verbeteren van de efficiëntie van het thermische beheer en de nauwkeurigheid van de temperatuurregeling in vaste ruimtes. Naast temperatuurregeling van de accu vereisen nieuwe energievoertuigen ook temperatuurregeling van het elektronische regelsysteem, de motor en de cabine. Vanwege de hogere energiedichtheid van energiebatterijen en de beperkte carrosserieruimte vereist het thermische beheer van nieuwe energievoertuigen hogere eisen op het gebied van volume, gewicht, efficiëntie van de warmteafvoer en nauwkeurigheid van de temperatuurregeling.
De vereisten voor temperatuurbeheersing van datacenters zijn gericht op het vergroten van het koelvermogen en het verminderen van de efficiëntie van het energieverbruik van datacenters (PUE=totaal energieverbruik van apparatuur van datacenters/energieverbruik van IT-apparatuur). Met de verbetering van de rekenkracht van kunstmatige intelligentiechips is het stroomverbruik van datacenters aanzienlijk toegenomen. Daarom benadrukt IDC-temperatuurregeling de noodzaak van efficiëntie van de warmteafvoer om gelijke tred te houden met de snelheid waarmee het stroomverbruik van de chip verbetert. Tegen de achtergrond van het aanscherping van het PUE-beleid moet de efficiëntie van het thermische beheer verder worden verbeterd, en moeten immersie- en sproeivloeistofkoeling-koeloplossingen verder worden gepromoot.
De toename van de ladingsontladingsratio is een trend in de ontwikkeling van elektrochemische energieopslag, en de vraag naar thermisch beheer bij energieopslag zal ook groter worden. Energieopslagbatterijen met hogere ontlaadverhoudingen lopen een sneller risico op thermische overstroming. Daarom moet de warmteoverdrachtsefficiëntie van het thermisch beheer van energieopslag ook verder worden verbeterd. In termen van warmteoverdrachtsefficiëntie, vanwege de hogere specifieke warmtecapaciteit en thermische geleidbaarheid van vloeistoffen in vergelijking met gassen, en hoe dichter bij de warmtebron, hoe hoger de koelefficiëntie. Bij hetzelfde stroomverbruik is de warmtedissipatietemperatuur van vloeistofgekoelde batterijpakketten 3-5 graad lager dan die van luchtgekoelde batterijen; En het vloeistofkoelingschema vereist geen ontwerp van luchtkanalen, wat een enorme besparing op het landoppervlak kan opleveren, dus het vervangen van luchtkoeling door vloeistofkoeling zal ook een toekomstige trend worden.
Luchtkoeling zal geleidelijk worden vervangen door vloeistofkoeling, en immersievloeistofkoeling heeft de mogelijkheid om de penetratiesnelheid verder te vergroten naarmate de prijs van koelvloeistof daalt. Extern thermisch beheer met een container als thermisch beheerdoel kan een poging zijn om de kosten voor thermische beheeroplossingen verder te verlagen. In de vloeistofkoelingstechnologie zijn vloeistofkoeling met koude plaat en vloeistofkoeling met immersie twee veel voorkomende vormen. Er zijn verschillende oplossingen voor vloeistofkoeling, waaronder de reguliere en efficiënte oplossingen onder meer vloeistofkoeling door middel van immersie, sproeikoeling en vloeistofkoeling met koude platen. Vloeistofkoeling door middel van onderdompeling levert betere prestaties, inclusief koeling met één fase/faseverandering, maar vereist hogere thermische en fysieke eigenschappen, stabiliteit, materiaalcompatibiliteit en isolatie van het koelmiddel, wat resulteert in hogere kosten. Momenteel is vloeistofkoeling met koude platen een relatief volwassen oplossing voor vloeistofkoeling, met een eenvoudige installatie, goede materiaalcompatibiliteit, lage transformatiekosten, snelle ontwikkelingssnelheid en een lagere prijs dan vloeistofkoeling met immersie.
De mogelijke ontwikkelingstrends van toekomstig thermisch beheer zijn onder meer:
1. Luchtkoeling wordt vervangen door vloeistofkoeling,
2. De ontwikkeling van het koude plaattype naar het onderdompelingstype,
3. Externalisering van thermisch beheer. Met de voortdurende verbetering van de rekenkracht van de chip, de energiedichtheid van de batterij en de efficiëntie van het opladen en ontladen, zal de door apparatuur gegenereerde warmte per tijdseenheid ook aanzienlijk toenemen. Daarom zal het verbeteren van de warmte-uitwisselingsefficiëntie van temperatuurregelsystemen de trend van de industriële ontwikkeling worden.
