Anwendungen flüssigkeitsgekühlter Platten im neuen Energiesektor！

Flüssigkeitsgekühlte Platten sind zentrale Wärmemanagementkomponenten, die in der neuen Energiebranche weit verbreitet sind. Sie bieten eine präzise Temperaturregelung, verbesserte Betriebseffizienz, längere Lebensdauer und erhöhte Betriebssicherheit und sind zu einer Standardkonfiguration für Hochleistungsgeräte für neue Energien geworden. Nachfolgend sind ihre wichtigsten Anwendungsszenarien aufgeführt:

1. New Energy Vehicles (NEVs)

   Dies ist das größte und ausgereifteste Anwendungsgebiet.

   1. Power-Batteriesysteme

      Flüssigkeitsgekühlte Platten werden am Boden oder an der Seite von Batteriemodulen/-paketen montiert, um einen geschlossenen Flüssigkeitskreislauf zu bilden. Sie halten die Betriebstemperatur der Batterie konstant zwischen 20 und 35 °C bei einem Temperaturunterschied von 2,5 °C.

      Schlüsselwerte:Unterstützt ultraschnelles Laden mit 2 °C bis 5 °C, reduziert das Risiko eines thermischen Durchgehens erheblich, stabilisiert die Reichweite und verlängert die Batterielebensdauer auf über 15 Jahre.

      Hauptstrukturen:Serpentinenkanäle, parallele Strömungskanäle und in Zwischenschichten eingebettete Kühlplatten für Batteriezellen mit hoher Dichte.

   2. Motorsteuerungen und IGBT-Module

      Für die Wärmeableitung von IGBT- und SiC-Leistungsgeräten werden Pin-Fin- oder doppelseitige flüssigkeitsgekühlte Platten eingesetzt. Sie halten die Sperrschichttemperatur unter 60 °C.

      Vorteile:Steigern Sie den Wirkungsgrad der Energieumwandlung um 1–1,5 % und passen Sie sich an die Hochfrequenz- und Hochleistungsbetriebsbedingungen von 800-V-Hochspannungsplattformen an.

   3. Flüssigkeitsgekühlte Ladesäulen

      Flüssigkeitsgekühlte Platten werden zur Wärmeableitung von Ladepistolen, Kabeln und internen Netzteilen verwendet. Sie verdreifachen die Stromtragfähigkeit und ermöglichen ultraschnelles öffentliches Laden.

2. Energiespeichersysteme

   Eine schnell wachsende Schiene mit großer Marktnachfrage, die häufig in netzseitigen, industriellen und kommerziellen sowie Container-Energiespeicherstationen eingesetzt wird.

   1. Schrank- und Container-Energiespeicher

      Kühlplatten liegen eng an den Batteriemodulen an. Als Kühlmittel dient eine gemischte wässrige Glykollösung, die die Gesamttemperaturabweichung innerhalb von ±2 °C kontrolliert.

      Höhepunkte:Reduzieren Sie den Hilfsstromverbrauch um über 30 % im Vergleich zur Luftkühlung, verbessern Sie die Batteriekonsistenz und die Lebensdauer um mehr als 20 % und erhöhen Sie die Round-Trip-Effizienz (RTE) des gesamten Systems auf über 93,5 %.

      Anwendungstrend:Die vollständige Flüssigkeitskühlung ist zum Mainstream für große Energiespeicherprojekte über 1 GWh geworden.

   2. Immersionsflüssigkeitskühlung (Szenarien mit hoher Dichte)

      In Kombination mit flüssigkeitsgekühlten Platten und isolierender fluorierter Flüssigkeit wird es in Szenarien mit extrem hoher Wärmeflussdichte mit einem PUE-Wert von nur 1,02 eingesetzt.

3. Photovoltaikindustrie

   Wird hauptsächlich zur Wärmeableitung von Energieanlagen und Photovoltaikmodulen in Photovoltaikkraftwerken eingesetzt.

   1. PV-Wechselrichter

      Hochleistungsflüssigkeitsgekühlte Platten mit Mikrokanälen oder Pin-Fin-Strukturen werden zur Kühlung von IGBT-Einheiten von 1500-V-Zentral- und String-Wechselrichtern verwendet. Dank ihrer hervorragenden Korrosionsbeständigkeit im Außenbereich erfüllen sie die 25-jährige Betriebsdauer von Kraftwerken.

      Nutzen:Erhöhen Sie den Wirkungsgrad der Stromumwandlung um 0,8–1,2 % und reduzieren Sie die Ausfallraten von Geräten.

   2. Integrierte PV-ESS-Systeme

      Wechselrichter und Energiespeicherbatterien teilen sich einen einheitlichen Flüssigkeitskühlkreislauf, der sich durch hohe Integration, konsistente Temperaturkontrolle und niedrigere Gesamtbetriebskosten auszeichnet.

   3. PV-Thermische (PVT) Systeme

      Auf der Rückseite von PV-Modulen werden flüssigkeitsgekühlte Platten angebracht. Sie senken die Betriebstemperatur der Module, um die Stromerzeugung zu steigern, und nutzen die Abwärme zum Heizen oder zur industriellen Nutzung. Der Gesamtnutzungsgrad der Solarenergie steigt auf 40–50 %.

4. Windkraftindustrie

   Hauptsächlich zur Wärmeableitung von Konvertern in Onshore- und Offshore-Windkraftanlagen.

   Anwendung:Maßgeschneiderte flüssigkeitsgekühlte Platten mit Salznebel- und Korrosionsschutz sind für Hochleistungs-Windkonverter mit mehr als 3 MW ausgestattet.

   Leistung:Stabilisieren Sie den Gerätebetrieb in rauen Meeres- und Wüstenumgebungen, verbessern Sie die Umwandlungseffizienz um 0,5–1 % und verlängern Sie die Lebensdauer auf 20 Jahre.

5. Kernvorteile und Branchentrends
   1. Kernvorteile
      • Hervorragende Wärmeableitung: Geringer Wärmewiderstand, geeignet für Geräte mit einer Wärmestromdichte über 50 W/cm².
      • Präzise Temperaturregelung: Geringe Temperaturunterschiede zur Vermeidung lokaler Hotspots und Bauteilschwächung.
      • Hohe Zuverlässigkeit: Erreicht die Schutzart IP65 und ist resistent gegen Staub, Feuchtigkeit und Salznebel.
      • Energieeinsparung: Reduziert den Hilfsenergieverbrauch im Vergleich zur herkömmlichen Luftkühlung erheblich.
   2. Entwicklungstrends
      • Materialveredelung: Traditionelle Aluminiumlegierung bleibt dominant; Nach und nach werden Kupfer-Aluminium-Verbundwerkstoffe und neue Verbundwerkstoffe eingesetzt.
      • Strukturoptimierung: Mikrokanäle, topologieoptimierte Strömungskanäle und Zwischenschicht-Kühlplatten werden immer beliebter.
      • Systemintegration: Integrierte Flüssigkeitskühlungslösungen für Fahrzeuge, Energiespeicher, PV und Windkraft entwickeln sich rasant.
      • Anpassung an Geräte mit großer Bandlücke: Doppelseitige Flüssigkeitskühlung und hocheffiziente Kühlplatten eignen sich für Hochfrequenz-SiC-Geräte.