ऊर्जा भंडारण की तापीय चुनौती
इलेक्ट्रोकेमिकल ऊर्जा भंडारण का तापमान नियंत्रण फोकस बैटरी की सेवा जीवन और सुरक्षा में सुधार करना है, इसलिए तापमान नियंत्रण उपकरणों पर स्थान प्रतिबंध अपेक्षाकृत कम हैं। आमतौर पर, इलेक्ट्रोकेमिकल ऊर्जा भंडारण उपकरणों को बाहरी वातावरण में तैनात किया जाता है, इसलिए तापमान नियंत्रण उपकरणों की स्थिरता, सेवा जीवन और संचालन और रखरखाव लागत पर अधिक ध्यान दिया जाता है। उपकरण की मात्रा और वजन की आवश्यकताएं अपेक्षाकृत ढीली हैं। वर्तमान में, एयर-कूल्ड समाधान इलेक्ट्रोकेमिकल ऊर्जा भंडारण का एक बड़ा हिस्सा है, लेकिन बड़ी बैटरी क्षमता और उच्च सिस्टम पावर घनत्व की दिशा में नई ऊर्जा बिजली स्टेशनों और ऑफ ग्रिड ऊर्जा भंडारण के उन्नयन के साथ, तरल शीतलन समाधान का उपयोग भी तेजी से होगा बढ़ोतरी।
नई ऊर्जा वाहनों की तापमान नियंत्रण मांग निश्चित स्थानों में थर्मल प्रबंधन दक्षता और तापमान नियंत्रण सटीकता में सुधार पर अधिक जोर देती है। बैटरी के तापमान नियंत्रण के अलावा, नई ऊर्जा वाहनों को इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण प्रणाली, मोटर और केबिन के तापमान नियंत्रण की भी आवश्यकता होती है। पावर बैटरियों के उच्च ऊर्जा घनत्व और सीमित बॉडी स्पेस के कारण, नई ऊर्जा वाहनों के थर्मल प्रबंधन के लिए मात्रा, वजन, गर्मी अपव्यय दक्षता और तापमान नियंत्रण सटीकता के लिए उच्च आवश्यकताओं की आवश्यकता होती है।
डेटा केंद्रों की तापमान नियंत्रण आवश्यकताओं का उद्देश्य शीतलन शक्ति को बढ़ाना और डेटा केंद्रों की बिजली उपयोग दक्षता को कम करना है (PUE=डेटा केंद्रों की कुल उपकरण ऊर्जा खपत/आईटी उपकरण ऊर्जा खपत)। कृत्रिम बुद्धिमत्ता चिप कंप्यूटिंग शक्ति में सुधार के साथ, डेटा केंद्रों की बिजली खपत में काफी वृद्धि हुई है। इसलिए, आईडीसी तापमान नियंत्रण चिप बिजली की खपत में सुधार की गति को बनाए रखने के लिए गर्मी अपव्यय दक्षता की आवश्यकता पर जोर देता है। पीयूई नीतियों को सख्त करने की पृष्ठभूमि में, थर्मल प्रबंधन की दक्षता में और सुधार करने की आवश्यकता है, और विसर्जन और स्प्रे तरल शीतलन शीतलन समाधान को और बढ़ावा देने की आवश्यकता है।
चार्ज डिस्चार्ज अनुपात में वृद्धि इलेक्ट्रोकेमिकल ऊर्जा भंडारण के विकास में एक प्रवृत्ति है, और ऊर्जा भंडारण में थर्मल प्रबंधन की मांग भी अधिक हो जाएगी। उच्च चार्ज डिस्चार्ज अनुपात वाली ऊर्जा भंडारण बैटरियों में थर्मल रनवे का खतरा तेजी से होगा। इसलिए, ऊर्जा भंडारण थर्मल प्रबंधन की गर्मी हस्तांतरण दक्षता में भी और सुधार करने की आवश्यकता है। ऊष्मा स्थानांतरण दक्षता के संदर्भ में, गैसों की तुलना में तरल पदार्थों की विशिष्ट ऊष्मा क्षमता और तापीय चालकता अधिक होने के कारण, और ऊष्मा स्रोत के जितना करीब, शीतलन दक्षता उतनी ही अधिक होती है। समान बिजली खपत के तहत, लिक्विड कूल्ड बैटरी पैक का ताप अपव्यय तापमान एयर-कूल्ड बैटरी पैक की तुलना में 3-5 डिग्री कम होता है; और तरल शीतलन योजना के लिए वायु नलिकाओं के डिजाइन की आवश्यकता नहीं होती है, जो भूमि क्षेत्र को काफी हद तक बचा सकती है, इसलिए वायु शीतलन को तरल शीतलन से बदलना भी भविष्य की प्रवृत्ति बन जाएगी।
वायु शीतलन को धीरे-धीरे तरल शीतलन द्वारा प्रतिस्थापित किया जाएगा, और शीतलक की कीमत कम होने के कारण विसर्जन तरल शीतलन में प्रवेश दर में और वृद्धि होने की संभावना है। थर्मल प्रबंधन लक्ष्य के रूप में कंटेनर के साथ बाहरी थर्मल प्रबंधन थर्मल प्रबंधन समाधानों में और अधिक लागत में कमी के लिए एक प्रयास दिशा हो सकता है। तरल शीतलन तकनीक में, कोल्ड प्लेट तरल शीतलन और विसर्जन तरल शीतलन दो सामान्य रूप हैं। तरल शीतलन के लिए विभिन्न समाधान हैं, जिनमें मुख्य धारा और कुशल समाधानों में विसर्जन तरल शीतलन, स्प्रे शीतलन और कोल्ड प्लेट तरल शीतलन शामिल हैं। विसर्जन तरल शीतलन में बेहतर प्रदर्शन होता है, जिसमें एकल-चरण/चरण परिवर्तन शीतलन शामिल है, लेकिन इसके लिए उच्च तापीय और भौतिक गुणों, स्थिरता, सामग्री अनुकूलता और शीतलक के इन्सुलेशन की आवश्यकता होती है, जिसके परिणामस्वरूप उच्च लागत होती है। वर्तमान में, कोल्ड प्लेट लिक्विड कूलिंग एक अपेक्षाकृत परिपक्व तरल कूलिंग समाधान है, जिसमें सरल स्थापना, अच्छी सामग्री अनुकूलता, कम परिवर्तन लागत, तेज विकास गति और विसर्जन तरल कूलिंग की तुलना में कम कीमत है।
भविष्य के थर्मल प्रबंधन के संभावित विकास रुझानों में शामिल हैं:
1. एयर कूलिंग को लिक्विड कूलिंग से बदल दिया जाएगा,
2. कोल्ड प्लेट प्रकार का विसर्जन प्रकार की ओर विकास,
3. थर्मल प्रबंधन का बाह्यीकरण। चिप कंप्यूटिंग शक्ति, बैटरी ऊर्जा घनत्व और चार्जिंग और डिस्चार्जिंग दक्षता में निरंतर सुधार के साथ, उपकरण द्वारा प्रति यूनिट समय उत्पन्न गर्मी में भी काफी वृद्धि होगी। इसलिए, तापमान नियंत्रण प्रणालियों की ताप विनिमय दक्षता में सुधार उद्योग विकास की प्रवृत्ति बन जाएगी।
