Erdvėje suvaržytuose scenarijuose, tokiuose kaip duomenų centrai ir ryšių bazės stotys, „didelio tankio“ ličio akumuliatorių „didelis tankis“ ne tik reiškia didesnį energijos tankį, bet ir išbando balansavimo erdvės naudojimo ir šilumos išsklaidymo saugą. Pasauliniai gamintojai padidino 1U stelažų energijos tankį nuo 2 kWh iki 5kWh, išlaikydami stabilų veikimą per ląstelių pasirinkimą, struktūrinį optimizavimą ir novatorišką šilumos išsklaidymą. Šis technologinis proveržis iš naujo nustato modulinės energijos kaupimo taikymo ribas.
1 ląstelių lygio naujovė: esminis energijos tankio proveržis
Kinijos gamintojų „ličio geležies fosfato+plono apvalkalo dizaino“ kelias. Tam tikro prekės ženklo 3U stovo montuojamoje akumuliatoriuje naudojama 21700 ličio geležies fosfato ląstelės (energijos tankis 260Wh/kg), kurio talpa padidėja 50%, palyginti su tradicinėmis 18650 ląstelėmis. Akumuliatoriaus ląstelių korpuso storis sumažėjo nuo 0,3 mm iki 0,2 mm (naudojant aukštą - stiprumo aliuminio lydinį). Nors gniuždomojo stiprumo užtikrinimas, pavienių klasterių ląstelių skaičius padidėjo 20%, todėl energijos tankis yra 150WH/L 3U erdvėje, tai yra 30% didesnis nei ankstesnės kartos. Naudojant „korio išdėstymą“ (su ląstelės tarpu 0,5 mm) ir įkišus daugiau ląstelių į tą patį tūrį, bendra 42U stovo talpa viršijo 200 kWh.
Japonijos ir Korėjos įmonių maršrutas „trišalė ličio+minkštųjų pakuočių technologija“. „Samsung“ paleistoje 2U stovo akumuliatoriuje naudojamos minkštos pakuotės trišakių langelių (NCM811), kurių energijos tankis yra 300Wh/kg. Vidinės ląstelių raukšlės pašalinamos naudojant laminavimo technologiją, padidinant tūrio panaudojimo greitį iki 85%. Jo novatoriškas „apvalkalo nemokamos integracijos“ dizainas: „Soft Pack“ akumuliatoriaus elementai yra tiesiogiai pritvirtinti prie aliuminio šilumos išsklaidymo plokštės, pašalinant tradicinį plieninį apvalkalą ir sumažinant svorį 15%. 1U modulio energijos tankis pasiekia 180Wh/L, todėl jis tinka svoriui jautriam ryšio bazinės stoties scenarijams.
2 Struktūrinis optimizavimas: Millimetro lygio kosmoso panaudojimo efektyvumas
„Modulinė sukravimo“ schema Europoje. Vokietijos gamintojo sukurta „LEGO Style“ akumuliatorius leidžia kiekvienam 1U moduliui savarankiškai prijungti ir atjungti. Naudojant tikslų kreipiamąjį geležinkelio dizainą (su ± 0,1 mm paklaida), pasiekiamas sklandus sujungimas tarp modulių, vengiant tarpinių atliekų, kurias sukelia tradicinės kabelių jungtys. Galiniame skydelyje vietoj kabelių naudojami integruoti variniai strypai (2 mm storis), sumažindamas pasipriešinimą 50% ir sutaupydamas 30% galinės vietos, padidindamas efektyvią 42U stovo montavimo talpą 10%. Frankfurto duomenų centre šis dizainas padidino energijos kaupimo tankį nuo 5 kWh/m ² iki 7kWh/M ².
„Šalto ir karšto praėjimo atskyrimo“ struktūra JAV. Aukštai - galios įkrovimo ir išleidimo scenarijams tam tikra stovo baterija padalija akumuliatoriaus elementus į dvi dalis: viršutinę dalį (temperatūra<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 Šilumos išsklaidymo naujovė: temperatūros kontrolės technologija esant dideliam tankiui
Kinijos „skysčio aušinto mikrokanalo“ technologija. „Huawei“ paleista 4U stovo montuojama baterija įterpia mikrokanalų aliuminio vamzdelius (vidinį skersmenį 3 mm) tarp akumuliatoriaus elementų ir naudoja etilenglikolio tirpalo cirkuliaciją šilumos išsklaidymui, kai vieno modulio šilumos išsklaidymo galia yra 500 W. Jo „tikslios temperatūros valdymo“ algoritmas sureguliuoja srauto greitį atsižvelgiant į kiekvienos akumuliatoriaus elemento temperatūrą (mėginių ėmimo dažnis 1KHz), padidindamas srauto greitį karšto taško srityje 30%, taigi maksimali 42U stovo temperatūra neviršija 45 laipsnių, kai išleidžiama 2c, tai yra 10 laipsnių žemiau nei ore- aušinamo tirpalo. Tam tikro superkompiuterio centro pritaikymas rodo, kad ši technologija padidina akumuliatoriaus ciklo tarnavimo laiką iki 8000 kartų, tai yra 25% didesnė nei oro aušinimas.
Indijos žemas - išlaidų sprendimas „Natūralus šilumos išsklaidymas+pasyvus aušinimas“. Mažoms ir vidutinėms - dydžio kompiuterių kambariams atogrąžų regionuose tam tikro gamintojo sukurta 1U stovo baterija priima „tuščiavidurio apvalkalo+fazės keitimo medžiagos“ dizainą: Korpusas turi korio formos šilumos išsklaidymo skylutes (padidėja ventiliacija 50%), o ląstelių tarpai yra užpildytos parafino formos (38 laipsnių), kurie automatiškai ištirpsta ir absorbuoja, kai temperatūra yra temperatūra. Nors energijos tankis yra 20% mažesnis nei skysčio aušinimo tirpalas, išlaidos sumažėja 40%. Ryšių bazinėje stotyje Naujajame Delyje veikimo temperatūra vasarą išlieka mažesnė nei 50 laipsnių, tenkinančios pagrindinius naudojimo poreikius.
Aukštas - stovo pritvirtintų ličio baterijų tankio integracija keičiasi nuo „paprasto sukravimo“ į „Sistemos optimizavimą“. Ateityje, pritaikius kietas - būsenos baterijas (500Wh/kg energijos tankis) ir biomimetinės šilumos išsklaidymo struktūras (imituojant korio oro srauto kelią), tikimasi, kad energijos tankis yra efektyvus, o energija yra efektyvi.