Kosmose piiratud stsenaariumide, näiteks andmekeskuste ja kommunikatsiooni baasjaamade korral ei tähenda nagi paigaldatud liitiumakude "kõrge tihedus" mitte ainult suuremat energiatihedust, vaid ka testib ruumi kasutamise ja soojuse hajumise ohutuse tasakaalustamist. Globaalsed tootjad on suurendanud 1U nagi energiatihedust 2kWh -ni 5kWh, säilitades stabiilse töö, rakkude valimise, struktuurilise optimeerimise ja uuendusliku soojuse hajumise kaudu. See tehnoloogiline läbimurre määratleb modulaarse energia salvestamise rakenduspiirid uuesti.
1 rakutaseme innovatsioon: põhiline läbimurre energiatiheduse osas
Hiina tootjate "liitiumraudse fosfaadi+õhukese kesta kujunduse" tee. Teatud brändi 3U rackiga paigaldatud aku kasutab 21700 liitiumi raua fosfaatrakke (energiatihedus 260wh/kg), mille võimsus suureneb 50% võrreldes traditsiooniliste 18650 rakkudega. Akuelemendi korpuse paksus on vähenenud 0,3 mm -lt 0,2 mm (kasutades kõrge - tugevuse alumiiniumisulamit). Survetugevuse tagamise ajal on üksikute klastrite rakkude arv suurenenud 20%, mille tulemuseks on energiatihedus 150wh/l 3U ruumis, mis on 30% suurem kui eelmisel põlvkonnal. Kasutades "kärgstruktuuri paigutust" (rakuvahega 0,5 mm) ja sisestades rohkem rakke samasse mahusse, ületas 42U racki koguvõimsus 200kWh.
Jaapani ja Korea ettevõtete "Ternaarse liitium+pehme pakkide tehnoloogia" marsruut. Samsungi käivitatud 2U racki paigaldatud aku kasutab pehmeid pakkide ternaarseid rakke (NCM811) energiatihedusega 300Wh/kg. Rakkude sisekortsud elimineeritakse lamineerimise tehnoloogia abil, suurendades mahu kasutamise kiirust 85%-ni. Selle uuenduslik "kestavaba integratsioon" disain: pehme pakkide akuelemendid on otse alumiiniumist soojuse hajumise plaadi külge kinnitatud, välistades traditsioonilise teraskoore ja vähendades kaalu 15%. 1U mooduli energiatihedus ulatub 180wh/L, muutes selle sobivaks kaalutundlike kommunikatsioonide alusjaama stsenaariumide jaoks.
2 Struktuuriline optimeerimine: millimeetri taseme kaevandamine ruumi kasutamise efektiivsuse kaevandamine
Euroopas "moodul virnastamise" skeem. Saksa tootja välja töötatud "LEGO stiilis" aku võimaldab iga 1U moodulil iseseisvalt ühendada ja vooluvõrgust lahti ühendada. Täpse juhendiraudtee (veaga ± 0,1 mm) abil saavutatakse moodulite vaheline sujuv splaissimine, vältides traditsiooniliste kaabliühenduste põhjustatud kosmosejäätmeid. Tagapaneel kasutab kaablite asemel integreeritud vaskribasid (2 mm paksus), vähendades takistust 50% ja säästes 30% tagaruumist, suurendades 42U -nagi efektiivset paigaldusvõimet 10%. Frankfurdi andmekeskuses suurendas see disain energiasalvestustihedust 5kWh/m ² -ni 7kWh/m ².
Ameerika Ühendriikides "Külm ja kuum vahekäikude eraldamine". Kõrge - võimsuse laadimise ja stsenaariumide tühjendamise korral jagab teatud nagi aku aku lahtrid kaheks osaks: ülemine osa (temperatuur<35 ℃) is used for charging, the lower part (temperature<40 ℃) is used for discharging, and the middle is isolated by a heat-insulating plate (thermal conductivity of 0.02W/(m · K)). Combined with the "side in side out" airflow design, the heat dissipation efficiency is improved by 40%. At a 1C charge discharge rate, the temperature difference of the battery cell is controlled within 3 ℃, which is 60% smaller than the traditional structure, ensuring safety during high-density operation.
3 Soojuse hajumise innovatsioon: temperatuurikontrolli tehnoloogia suure tihedusega
Hiina "vedela jahutatud mikrokanali" tehnoloogia. Huawei käivitatav 4U racki paigaldatud aku manustab akurakkude vahele mikrokanali alumiiniumtorusid (sisemise läbimõõt 3mm) ja kasutab etüleenglükoolilahuse ringlust soojuse hajumiseks, ühe mooduli soojuse hajumise võimsusega 500 W. Selle "täpne temperatuurikontroll" algoritm reguleerib voolukiirust vastavalt iga akuelemendi temperatuurile (proovivõtusagedus 1kHz), suurendades voolukiirust kuumapunkti piirkonnas 30%, nii et 42U rauki maksimaalne temperatuur ei ületaks 45 kraadi, kui see on 10 kraadi madalam kui õhk {11} jahutatud lahustunud. Teatud superarvuti keskuse rakendamine näitab, et see tehnoloogia ulatub aku tsükli tööiga 8000 korda, mis on 25% kõrgem kui õhujahutus.
India madal - kululahendus "looduslik soojuse hajumine+passiivne jahutus". Troopiliste piirkondade väikeste ja keskmise - suurusega arvutiruumide puhul võtab teatud tootja välja töötatud 1U rack aku kasutusele "õõnes kest+faasimuutuse materjal" kujundus: kestal on kärgstruktuuri kujuga soojuse hajumise augud (suurenenud ventilatsioon 50%-ga) ja rakulüngad täidetakse parafiiniga (sulamispunkt 38 astet), mis suhtub soojusesse, kui see austab. Kuigi energiatihedus on 20% madalam kui vedela jahutuslahuse, väheneb kulud 40%. New Delhis asuvas kommunikatsioonipõhises jaamas püsib töötemperatuur suvel stabiilsena alla 50 kraadi, mis vastab põhiliste kasutusvajadustele.
Racki paigaldatud liitiumakude kõrge - tiheduse integreerimine nihkub "lihtsast virnastamisest" süsteemi optimeerimiseni. Tulevikus, kasutades tahkeid - oleku akusid (energiatihedus 500Wh/kg) ja biomimeetilise soojuse hajumise struktuuridega (kärgstruktuuri õhuvoolu tee jäljendamine), eeldatakse, et 1U -reki energiatihedus ületab 8kWh, samal ajal kui see saavutab passiivse soojuse hajumise ja rohkem efektiivse ladustamise "Zero vedeliku ja Zero jahutuse jaoks.