V scenarijih za shranjevanje energije z visoko gostoto učinkovitost razprševanja litijevih baterij, nameščenih na stojalu, neposredno določa njihovo varnost in življenjsko dobo. Ko gostota moči ene same omare skoči s 5kW na 20kW, tradicionalno pasivno odvajanje toplote ni več trajnostno. Industrija nadgrajuje tehnologijo tekočega hlajenja, inteligentne algoritme za nadzor temperature in zasnovo termične simulacije, da se zgradi "preventivni, natančen sistem za krmiljenje" toplotne disipacije, tako da lahko baterija vzdržuje idealen delovni razpon 25-35 stopinj v celotnem življenjskem ciklu in zagotavlja stabilno energijsko podporo za ključne scenarije za ključne scenarije.
1 Iteracija tehnologije tekoče hladilne tehnologije: Učinkovitost skok iz hladne plošče do potopitve
Hladilno hlajenje s hladno ploščo je trenutno glavna rešitev, njegovo jedro pa je v "natančnem stiku" z virom toplote. Znotraj 19 -palčnega stojala so hladne plošče bakra mikrokanal tesno pritrjene na stran baterijskega modula, s premerom kanala le 3 mm. Hladilna tekočina (50% voda +50% etilen glikol) odnaša toploto s pretokom 0,8 l/min. To zasnovo sprejema določena blagovna znamka litijeve baterije, nameščene na 20 kW, s toplotnim uporom se zmanjša na 0,1 stopinje /w, kar je 60% nižje od tradicionalnih sistemov z zrakom. Temperaturna razlika v bateriji se med delovanjem polne obremenitve nadzoruje znotraj ± 3 stopinje. Da bi se izognili tveganju za uhajanje tekočine, se hladna plošča in modul zapremo s toplotnim prevodnim gelom, zaščitna raven doseže IP65, in po 1000 urah vibracijskega preskusa ne najdemo puščanja.
Potopno tekočino hlajenje je vrhunska rešitev za scenarije z veliko močjo. Potopite baterijski modul popolnoma v neprevodno fluorirano tekočino, ki absorbira toploto in ga ohladi skozi zunanji izmenjevalec toplote. Učinkovitost prenosa toplote je dvakrat večja od hladne plošče. V omari za skladiščenje energije 40kW določenega superračunalniškega centra, vrelišče fluorirane tekočine doseže 60 stopinj, kar lahko z naravnim izhlapevanjem odvzame nekaj toplote. S pomočjo sistema obtoka črpalke se poraba energije kabineta (PUE) zmanjša na 1,05, kar je 30% bolj energetsko učinkovito kot pri hladni plošči. Težavnost te tehnologije je v zasnovi tesnjenja. Kabinet sprejme lupino iz nerjavečega jekla, ki jo vari z laserjem, tlačni test pa kaže, da lahko zdrži notranji tlak 0,5MPA, kar zagotavlja, da tekočina ne pušča.
2 Inteligentni algoritem za nadzor temperature: Tehnika temperaturnega ravnovesja s napovedno regulacijo
Sistem za predvidevanje temperature na osnovi AI preusmeri disipacijo toplote iz "pasivnega odziva" na "aktivno preprečevanje". Sistem vzpostavlja model napovedovanja toplotnega vedenja z analizo več kot 100 parametrov, kot so polnjenje baterije in hitrost odvajanja, temperatura okolice in zgodovinski podatki o termičnem pobegu ter prilagodi moč odvajanja toplote 15 minut vnaprej. Dejansko merjenje določene komunikacijske bazne postaje kaže, da lahko ta algoritem zmanjša neučinkovito porabo energije hladilnega sistema za 40%. Ko se napoveduje prihajajoči polnilni vrh, se temperatura hladilne tekočine zniža za 2 stopinjo vnaprej, da se izognete nenadnemu zvišanju temperature baterije.
Dinamična tehnologija dodelitve prometa uresničuje načelo "pošiljanja toplote, kjer koli že je". Vsaka veja tekočega hladilnega sistema je opremljena z električnim regulacijskim ventilom, ki samodejno prilagodi pretok na podlagi temperature v realnem času (natančnost ± 0,5 stopinj) vsakega modula. Ko temperaturna razlika presega 3 stopinje, se začne korekcija odstopanja. V grozdu za shranjevanje energije podatkovnega centra ta dinamična prilagoditev zmanjšuje temperaturno razliko med najbolj vročimi in najhladnejšimi točkami od 8 stopinj do 2 stopinj in podaljša življenjsko dobo baterijskega cikla za 15%.
3 toplotna simulacija in strukturna optimizacija: znižanje tlaka odvajanja toplote iz vira
V fazi oblikovanja je tehnologija toplotne simulacije postala močno orodje za "virtualni poskus in napake". Z uporabo programske opreme CFD (računalniška dinamika tekočine) za simulacijo porazdelitve temperaturnega polja pod različnimi razporeditvami celic in konstrukcije zračnih kanalov je mogoče vnaprej zaznati slepe točke toplote. Ko je določen proizvajalec razvijal 3U baterijski modul, je bilo s simulacijo ugotovljeno, da bo tradicionalna "tesna ureditev" na osrednjem območju povzročila zvišanje temperature za 5 stopinj. Zato je bil prilagojen na "stopenjsko razporeditev" in dodan pretočni kanali za nadzor notranje temperaturne razlike modula v 4 stopinji, kar je odpravilo potrebo po dodatnih komponentah odvajanja toplote.
Inovacija strukturnih materialov prispeva tudi k odvajanju toplote. Okvir stojala je izdelan iz 6061 aluminijeve zlitine, s toplotno prevodnostjo 160W/(m · K), ki je štirikrat večja od navadnega jekla. Hitro lahko prenese toploto, ki jo ustvari modul na lupino omare; Lupina baterijskega modula je narejena iz toplotno prevodne plastike (z dodanim grafenom), ki ne samo daje izolacijo, ampak tudi pospešuje odvajanje toplote, kar ima za posledico 50 -odstotno povečanje učinkovitosti odvajanja toplote v primerjavi s tradicionalno plastiko ABS. Določen 2U modul uporablja to kombinacijo materiala za znižanje temperature za 3 stopinje v enakih delovnih pogojih, brez potrebe po dodatnem območju odvajanja toplote.
Revolucija toplotne disipacije litijevih baterij, nameščenih na stojalu, je v bistvu sodelovanje "strojne inovacije+programska inteligenca". Kadar je hladilni sistem lahko tako natančen in učinkovit kot mehanizem za regulacijo telesne temperature, gostota energije in varnost litijevih baterij ne bosta več protislovje, ki ne samo očisti tehnične ovire za shranjevanje energije z visoko gostoto, ampak tudi omogoča tudi litijeve baterije, ki podpirajo prožno načrtovanje porazdeljene energije na bolj zanesljiv internet.