高功率大功耗快速发展趋势下,先进浸没热管理技术成为背后支撑

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强强联手提出浸没式液冷技术将成为未来的散热主流,带动整个散热市场迎来全面革新。

3月19日,在英伟达NVIDIA 2024 GTC大会上, 黄仁勋公布了由Grace Blackwell超级芯片GB200提供支持的服务器系统,由于功耗太高,液冷的散热方式成为系统标配。同时,从B100产品开始,英伟达未来的所有产品都将采用液冷技术。

同月,维谛Vertiv 官宣:英伟达NVIDIA 与维谛Vertiv 共同提出的机架式混合冷却系统方案,业界首次将两种液冷技术:冷板液冷和浸没液冷耦合到同一系统中的解决方案。这项创新系统预计可冷却运行环境高达 40 ℃的机架式数据中心,单机柜IT功率可达 200kW,是目前常规服务器单机柜功率的 25 倍。与传统风冷相比,两种液冷混合冷却模式的成本更低,运作效率可提高 20%,且更安静、碳足迹更少。

强强联手提出浸没式液冷技术将成为未来的散热主流,带动整个散热市场迎来全面革新。

*说明:浸没式液冷是典型的直接接触式液冷,电子设备被浸入冷却液中,产生的热量直接转移到冷却液,并依靠液体的循环进行热传导。除更强的散热能力外,消除湿度、振动、粉尘对电子设备的破坏因素,极大提升设备的可靠性。

时隔半年,称为背后英雄的浸没技术,已经在高功率大功耗的应用场景中快速渗透并迭代。

1、从单一“散热” 功能迭代成“热管理”技术。

2、应用场景从数据中心/算力中心延伸到了锂电行业:如储能、高端备电、储充、船用电池;并在机器人、低空经济、高端工业等领域引起关注及研究。

3、碳氢化合物的单相浸没冷却液技术以其高性价比、稳定长寿命、绿色环保等优势从氟化液、矿物油、硅油、酯类中脱颖而出,成为业内公众最具潜力的技术路线。

4、新技术新结构设计的应用,让原有高昂的浸没热管理系统迅速降本,完成市场普及化的准备。

随着浸没技术的普及,应用场景的复杂化,对浸没冷却液也提出了不同的细分要求:

在传统IDC场景中,CPU热结温度一般在100oC,GPU通常在80-110 oC之间,正常工作温度范围在45-65 oC;工作环境良好,温度和湿度都有良好的控制。对散热系统技术要求的核心是高效、稳定及绿色低碳,良好兼容性是考量重点,一般结构包含一次侧回路及二次侧回路。

在新兴储能行业里,锂电池最佳工作环境温度是25 oC,最高工作温度不超过60 oC;多数属室外人无值守项目,产品设计受工作环境中可能的恶劣气候的影响,需要同时考虑低温时的迅速加热和高温时的高效散热,且系统内单电芯及电芯间的温度越小越好,要求运维简单甚至免运维设计,从材料、结构到系统综合能耗都有关联影响,且对综合成本极其敏感。现接触到的设计方案有:浸没冷却液+液冷机组,浸没冷却液+液冷板技术,浸没冷却液+直冷板技术;浸没冷却液+相变技术(正在研发),不同的方案对冷却液关键指标的侧重都有不同的偏向。

从笔者角度,在锂电行业应用浸没技术是一项比在算力中心更值得关注的刚需。今年9月2日佑尼创新联手采日能源在第三届EESA储能展上展出了全浸没式工商业储能系统,率先提出“零风险、本质安全”的储能系统新概念,除超高导热效率,还具有优异的火灾安全性和介电性能,并通过控制电芯表面温差,将目前业内储能系统循环寿命是单电芯循环寿命的70-80%提高到100%,使储能系统整体做到了系统和电芯单体同寿命,实现生命周期成本的大幅下降。

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浸没热管理随着当下先进生产力的发展正在快速崛起,且被越来越行业关注、研究、尝试,相信随着关注度的提高,技术的成熟,迅速成为先进热管理技术的主力军。

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