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有許多方法可以冷卻處理器，但大多數(shù)臺(tái)式機(jī)和筆記本電腦使用空氣冷卻器或液體冷卻器。接下來將討論液體冷卻與空氣冷卻：它們的工作原理、每種方法的優(yōu)缺點(diǎn)。01CPU 冷卻器的工作原理空氣和液體 CPU 冷卻器的工作原理相似，它們所做的本質(zhì)上一樣：從 CPU 吸收熱量，然后將熱量從硬件中散發(fā)出去。

在單個(gè)數(shù)據(jù)中心內(nèi)，越來越有可能需要一種混合的服務(wù)器冷卻方法，空氣和直接液體冷卻（直接芯片技術(shù)和浸入式冷卻）并存。由于每個(gè)數(shù)據(jù)中心都支持自己的系統(tǒng)設(shè)置，因此在為您的直接芯片式液體冷卻架選擇合適的乙二醇基傳熱油時(shí)，需要考慮一些因素。 1. 乙二醇的質(zhì)量優(yōu)質(zhì)傳熱流體的一個(gè)關(guān)鍵組成部分是乙二醇本身的質(zhì)量。

通過利用工作流體（如氟化電子液體）沸騰的液體-蒸汽潛熱交換實(shí)現(xiàn)的相變冷卻，有利于將來大量技術(shù)或應(yīng)用中的高功率密度電子設(shè)備的熱管理，在包括5G、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、人工智能等領(lǐng)域具有巨大的潛力。然而，沸騰傳熱作為一種動(dòng)態(tài)的界面現(xiàn)象，對(duì)其包括液體再濕潤和蒸汽離開等過程和機(jī)制的深入理解仍然具有挑戰(zhàn)性。

在液冷散熱器中使用的冷卻液通常是根據(jù)工藝需要和成本考慮而定的。常用的冷卻液有兩種： 一種是純凈水或軟水，另一種是純凈水與具有熱傳導(dǎo)特性的物質(zhì)(如乙二醇)的混合物。 一、純凈水 使用純凈水作為冷卻液是一種比較經(jīng)濟(jì)的方式，因?yàn)榧儍羲苋菀撰@得，成本最低，但是缺點(diǎn)也是很明顯，就是散熱效果一般，容易滋生藻類，而且溫度低于0℃就會(huì)結(jié)冰，無法流動(dòng)，導(dǎo)致無法散熱。

根據(jù)冷卻策略的不同，BTMS可分為被動(dòng)冷卻系統(tǒng)、主動(dòng)冷卻系統(tǒng)和被動(dòng)與主動(dòng)相結(jié)合的混合系統(tǒng)。在被動(dòng)冷卻系統(tǒng)中，沒有任何額外的功耗，但它們也不能控制冷卻系統(tǒng)來改變冷卻速率。在鋰離子電池表面實(shí)施特殊的材料或散熱結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)電池與外部環(huán)境之間的高傳熱能力。典型的例子包括自然空氣對(duì)流，相變材料(PCM)和熱管。 被動(dòng)空氣冷卻的冷卻能力很低，不適合冷卻高能量密度的鋰離子電池。

缺點(diǎn)是其冷卻效果仍然受到環(huán)境溫度的影響，?且在需要加熱電池的寒冷天氣中，?還需要額外的加熱系統(tǒng)。?液冷系統(tǒng)液冷通過冷卻液在電池組中的循環(huán)流動(dòng)來實(shí)現(xiàn)高效散熱，?類似于電腦CPU的水冷散熱系統(tǒng)。?液冷系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是冷卻效率遠(yuǎn)高于風(fēng)冷，?而且可以通過加熱冷卻液來同時(shí)實(shí)現(xiàn)電池的加熱。缺點(diǎn)是液冷系統(tǒng)相對(duì)較重，?會(huì)占用一定的電池空間，?且后期維護(hù)成本較高。???

常見的BTMS現(xiàn)在分為主動(dòng)冷卻系統(tǒng)和被動(dòng)冷卻系統(tǒng)。在主動(dòng)冷卻過程中，電池模組的熱量通過空氣或液體排出。而通過相變材料(PCM)冷卻是被動(dòng)冷卻。PCM優(yōu)于空氣和液體熱管理系統(tǒng)，因?yàn)樗恍枰L(fēng)扇、泵和連接等電氣機(jī)械設(shè)備。 為了提高鋰離子電池的安全性，了解它們?cè)诟邷叵碌男袨橹陵P(guān)重要。

常見的BTMS現(xiàn)在分為主動(dòng)冷卻系統(tǒng)和被動(dòng)冷卻系統(tǒng)。在主動(dòng)冷卻過程中，電池模組的熱量通過空氣或液體排出。而通過相變材料(PCM)冷卻是被動(dòng)冷卻。PCM優(yōu)于空氣和液體熱管理系統(tǒng)，因?yàn)樗恍枰L(fēng)扇、泵和連接等電氣機(jī)械設(shè)備。 為了提高鋰離子電池的安全性，了解它們?cè)诟邷叵碌男袨橹陵P(guān)重要。

液態(tài)金屬澆注到與零件形狀、尺寸相適應(yīng)的鑄型型腔中，待其冷卻凝固，以獲得毛坯或零件的生產(chǎn)方法，通常稱為金屬液態(tài)成形或鑄造。 鑄造的工藝流程：液體金屬→充型→凝固收縮→鑄件 鑄造的工藝特點(diǎn)： 1、可生產(chǎn)形狀任意復(fù)雜的制件，特別是內(nèi)腔形狀復(fù)雜的制件。

缺點(diǎn)：填料造價(jià)高;當(dāng)液體負(fù)荷較小時(shí)不能有效地潤濕填料表面，使傳質(zhì)效率降低;不能直接用于有懸浮物或容易聚合的物料;對(duì)側(cè)線進(jìn)料和出料等復(fù)雜精餾不太適合等。2. 板式精餾塔板式精餾塔板式精餾塔內(nèi)部流動(dòng)情況板式塔為逐級(jí)接觸式氣液傳質(zhì)設(shè)備，它主要由圓柱形殼體、塔板、溢流堰、降液管及受液盤等部件構(gòu)成。

電池在工作過程中出現(xiàn)高溫的情況需要冷卻系統(tǒng)進(jìn)行有效散熱，最常見的冷卻方式有空氣冷卻和液體冷卻。空氣冷卻散熱系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、能耗少、易于安裝維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，但是存在對(duì)流換熱系數(shù)小、響應(yīng)時(shí)間長、散熱能力低等缺點(diǎn)，主要用于早期電池容量小的純電動(dòng)汽車或某些混合動(dòng)力車型。與空氣冷卻相比，液體冷卻具有比熱容和對(duì)流換熱系數(shù)大的優(yōu)勢(shì)。

隨著數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器能源需求增加和功率密度的提高，人們普遍認(rèn)為液體冷卻必須取代空氣冷卻，空氣冷卻無法在高功率密度下高效運(yùn)行。向液體冷卻的轉(zhuǎn)變預(yù)計(jì)將減少新數(shù)據(jù)中心冷卻所需的能量 - 但空氣冷卻具有巨大的安裝空間，液體冷卻被視為既定實(shí)踐中代價(jià)高昂的變化。

目前，大多數(shù)關(guān)于電池冷卻設(shè)計(jì)和優(yōu)化的研究工作都集中在圓柱形和棱柱形電池上。最近，袋形電池因其比圓柱形電池更高的能量密度而受到關(guān)注。目前，已經(jīng)提出了各種用于冷卻鋰離子電池的熱管理系統(tǒng)：空氣冷卻、間接液體冷卻、直接液體或浸沒冷卻、使用相變材料、熱管以及涉及兩種或多種這些方法組合的混合方法進(jìn)行被動(dòng)冷卻。然而，就電動(dòng)汽車的商業(yè)應(yīng)用而言，只有風(fēng)冷和液冷已大規(guī)模實(shí)施，其他還處于研究階段。

也就是說兩者的冷卻介質(zhì)不同，前者是以變壓器油（當(dāng)然還有 其它油如β油）作為冷卻及絕緣介質(zhì)，后者是以空氣或其它 氣體如SF6等作為冷卻介質(zhì)。油變是把由鐵芯及繞組組成的器身置于一個(gè)盛滿變壓器油的油箱中。干變常把鐵芯和繞組 用環(huán)氧樹脂澆注包封起來，也有一種現(xiàn)在用得多的是非包封 式的，繞組用特殊的絕緣紙?jiān)俳n專用絕緣漆等，起到防止繞組或鐵芯受潮。

液體和氣體都是流體。此外，為了區(qū)分液體和氣體，液體有一個(gè)表面，而氣體會(huì)膨脹以填充一個(gè)體積。液體通常被認(rèn)為幾乎是不可壓縮的，而氣體則很容易被壓縮。絕大多數(shù)冷卻液流都是不可壓縮的。涉及流體動(dòng)力學(xué)的先進(jìn)的冷卻技術(shù)包括Liquid Immersion Cooling（液體浸沒）、Multiphase cooling（多相冷卻）和Jet impingement（射流沖擊）。1.

根據(jù)上述產(chǎn)熱模型計(jì)算出電池的發(fā)熱功率，并結(jié)合系統(tǒng)組成和工作原理得到所需換熱面積和冷卻液流量，然后進(jìn)行液體熱管理冷板和管路設(shè)計(jì)。具體設(shè)計(jì)結(jié)果如圖2所示。 3、基于液體熱管理系統(tǒng)仿真分析3.1、液體熱管理系統(tǒng)流場(chǎng)仿真分析 使用CFD軟件對(duì)液體熱管理系統(tǒng)流場(chǎng)進(jìn)行仿真分析，當(dāng)冷卻液流量為12L/min時(shí)，系統(tǒng)冷板及管路的仿真壓力云圖和速度云圖如圖3和圖4所示。

對(duì)于液體，由于導(dǎo)熱系數(shù)較小，基本屬于不良導(dǎo)熱體，而且液體具有流動(dòng)性，特別是在加熱時(shí)，液體內(nèi)因溫差而形成的對(duì)流將使其導(dǎo)熱系數(shù)的準(zhǔn)確性降低。而隨著近年來納米流體具有優(yōu)異的傳熱性能，成為了一種新型的導(dǎo)熱介質(zhì)，滿足了熱系統(tǒng)高負(fù)荷的傳熱冷卻要求和微尺度狀態(tài)下的強(qiáng)化傳熱要求，在殼管式、雙管式、平板式等不同類型換熱器中的傳熱研究需求也不斷增大，廣泛應(yīng)用于汽車、化工、太陽能集熱等不同領(lǐng)域。

隨著IT設(shè)備熱密度的增加，液體越來越接近它。但是液體能接近多遠(yuǎn)呢？通過數(shù)據(jù)中心機(jī)柜的后門運(yùn)行水循環(huán)系統(tǒng)已被廣泛接受。接下來，系統(tǒng)一直在將水循環(huán)到特別熱的組件（如 GPU 或 CPU）上的冷板。除此之外，浸入式系統(tǒng)將整個(gè)機(jī)架沉入介電液中，因此冷卻液可以接觸系統(tǒng)的每個(gè)部分。主要供應(yīng)商現(xiàn)在提供針對(duì)沉浸感進(jìn)行優(yōu)化的服務(wù)器。但還有更進(jìn)一步的步驟。

根據(jù)上述產(chǎn)熱模型計(jì)算出電池的發(fā)熱功率，并結(jié)合系統(tǒng)組成和工作原理得到所需換熱面積和冷卻液流量，然后進(jìn)行液體熱管理冷板和管路設(shè)計(jì)。具體設(shè)計(jì)結(jié)果如圖2所示。 3、基于液體熱管理系統(tǒng)仿真分析3.1、液體熱管理系統(tǒng)流場(chǎng)仿真分析 使用CFD軟件對(duì)液體熱管理系統(tǒng)流場(chǎng)進(jìn)行仿真分析，當(dāng)冷卻液流量為12L/min時(shí)，系統(tǒng)冷板及管路的仿真壓力云圖和速度云圖如圖3和圖4所示。

2.壓力傳感器從汽車到服務(wù)器，所有液體冷卻系統(tǒng)都在特定的液壓范圍內(nèi)運(yùn)行，以實(shí)現(xiàn)超高的效率和安全性。系統(tǒng)壓力突然變化通常表示出現(xiàn)了問題，例如冷卻回路中的泄漏、堵塞或高溫事件。通過將壓力傳感器集成到液體管路或 CDU中，可以實(shí)時(shí)檢測(cè)液體壓力的變化。這類傳感器通常連接到自動(dòng)控制系統(tǒng)，此類系統(tǒng)會(huì)在檢測(cè)到泄漏時(shí)關(guān)閉流向受影響區(qū)域的液體，從而盡可能地減少液體泄漏造成的任何損壞。