Топлинно предизвикателство на съхранението на енергия
Фокусът на температурния контрол на електрохимичното съхранение на енергия е да се подобри експлоатационният живот и безопасността на батериите, така че ограниченията на пространството на оборудването за контрол на температурата са относително облекчени. Обикновено електрохимичните устройства за съхранение на енергия се разполагат на открито, така че се обръща повече внимание на стабилността, експлоатационния живот и разходите за експлоатация и поддръжка на оборудването за контрол на температурата. Изискванията към обема и теглото на оборудването са относително свободни. Понастоящем решенията с въздушно охлаждане съставляват голяма част от електрохимичното съхранение на енергия, но с надграждането на новите енергийни електроцентрали и съхранението на енергия извън мрежата към по-голям капацитет на батерията и по-висока плътност на мощността на системата, използването на решения за течно охлаждане също ще се увеличи бързо увеличаване.
Изискванията за контрол на температурата на новите енергийни превозни средства поставят по-голям акцент върху подобряването на ефективността на управление на топлината и точността на контрола на температурата във фиксирани пространства. В допълнение към контрола на температурата на батерията, новите енергийни превозни средства също изискват контрол на температурата на електронната система за управление, двигателя и кабината. Поради по-високата енергийна плътност на захранващите батерии и ограниченото пространство на каросерията, термичното управление на новите енергийни превозни средства изисква по-високи изисквания за обем, тегло, ефективност на разсейване на топлината и точност на контрол на температурата.
Изискванията за контрол на температурата на центровете за данни имат за цел да увеличат мощността на охлаждане и да намалят ефективността на използване на мощността на центровете за данни (PUE=обща консумация на енергия на центрове за данни/консумация на енергия на ИТ оборудване). С подобряването на изчислителната мощност на чипа с изкуствен интелект, потреблението на енергия от центровете за данни значително се увеличи. Следователно контролът на температурата на IDC подчертава необходимостта от ефективност на разсейване на топлината, за да бъде в крак със скоростта на подобряване на консумацията на енергия на чипа. На фона на затягането на политиките за PUE, ефективността на термичното управление трябва да бъде допълнително подобрена, а решението за охлаждане чрез потапяне и разпръскване с течност трябва да бъде допълнително насърчавано.
Увеличаването на коефициента на разреждане на заряда е тенденция в развитието на електрохимичното съхранение на енергия и търсенето на управление на топлината в съхранението на енергия също ще стане по-високо. Батериите за съхранение на енергия с по-високи коефициенти на зареждане и разреждане ще имат по-бърз риск от термично изпускане. Следователно ефективността на топлопреноса на термичното управление на съхранението на енергия също трябва да бъде допълнително подобрена. По отношение на ефективността на пренос на топлина, поради по-високия специфичен топлинен капацитет и топлопроводимост на течностите в сравнение с газовете, и колкото по-близо до източника на топлина, толкова по-висока е ефективността на охлаждане. При същата консумация на енергия температурата на разсейване на топлината на батериите с течно охлаждане е 3-5 градуса по-ниска от тази на тези с въздушно охлаждане; А схемата за течно охлаждане не изисква проектиране на въздуховоди, което може значително да спести площ, така че замяната на въздушното охлаждане с течно охлаждане също ще се превърне в бъдеща тенденция.
Въздушното охлаждане постепенно ще бъде заменено с течно охлаждане, а течното охлаждане с потапяне има възможност за допълнително увеличаване на скоростта на проникване, тъй като цената на охлаждащата течност намалява. Външното управление на топлината с контейнер като цел за управление на температурата може да бъде посока на опит за по-нататъшно намаляване на разходите в решенията за управление на топлината. В технологията за течно охлаждане течното охлаждане със студена плоча и течното охлаждане с потапяне са две често срещани форми. Има различни решения за течно охлаждане, сред които масовите и ефективни решения включват течно охлаждане с потапяне, охлаждане със спрей и течно охлаждане със студена плоча. Потопяемото течно охлаждане има по-добра производителност, включително еднофазно/фазово охлаждане, но изисква по-високи топлинни и физични свойства, стабилност, съвместимост на материалите и изолация на охлаждащата течност, което води до по-високи разходи. Понастоящем течното охлаждане със студена плоча е сравнително зряло решение за течно охлаждане, с проста инсталация, добра съвместимост на материалите, ниски разходи за трансформация, бърза скорост на разработка и по-ниска цена от потапящото течно охлаждане.
Възможните тенденции за развитие на бъдещото управление на топлината включват:
1. Въздушното охлаждане ще бъде заменено с течно охлаждане,
2. Развитието на тип студена плоча към тип потапяне,
3. Екстернализация на топлинния мениджмънт. С непрекъснатото подобряване на изчислителната мощност на чипа, енергийната плътност на батерията и ефективността на зареждане и разреждане, топлината, генерирана за единица време от оборудването, също ще се увеличи значително. Следователно подобряването на ефективността на топлообмена на системите за контрол на температурата ще се превърне в тенденция на развитие на индустрията.
