Morteza Khoshvaght-Aliabadi · Afsaneh Nasrolahzadeh · Seyed Hosein Mazloumi · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.344

摘要 管理高热流密度电子器件的热负荷仍是电子工业中的主要挑战，推动了对先进散热器设计和高效冷却剂的需求。本研究探讨了基于新型混合结构（结合直通道与波纹通道）的超临界CO2（sCO2）冷却散热器在不同质量通量和运行压力下的性能表现。结果表明，波纹段内产生的迪恩涡显著增强了湍流动能，并破坏了热边界层，使传热系数提高了约50%，并在研究的操作范围内使基底温度降低了约10 K。对于以直通道为主的模型，增加sCO2质量通量可更显著地改善传热性能；而对于以波纹通道为主的模型，压降对质量通量变化更为敏感。尽管...

解读: 该超临界CO2混合式散热技术对阳光电源储能系统和大功率变流器具有重要应用价值。研究显示的50%传热系数提升和10K温降可直接应用于ST系列PCS和PowerTitan储能系统的功率模块散热优化,特别是SiC/IGBT器件的热管理。直-波纹混合通道设计可改善温度均匀性(温差<5K),有助于提升三电平拓...

Morteza Khoshvaght Aliabadi · Parvaneh Ghodrati · Yong Tae Kang · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.381

摘要 本研究首次提出将超临界二氧化碳（sCO₂）作为圆柱形锂离子电池用电池热管理系统（BTMS）中的冷却剂，并对其性能进行了全面评估，与传统冷却剂进行了对比分析。采用经过验证的基于计算流体动力学（CFD）的数值方法，系统研究了冷却单元数量、几何参数以及冷却条件等关键因素的影响。湍流模拟采用SST k-ω模型，sCO₂随温度和压力变化的物性参数通过美国国家标准与技术研究院（NIST）REFPROP程序获取，覆盖指定的压力与温度范围。结果表明，将冷却单元数量从1个增加到3个时，电池模块的最大温差降低...

解读: 该超临界CO2电池热管理技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。相比传统冷却介质,sCO2可将传热系数提升2.69-9.97倍,压降降低1.47-14.52倍,显著降低系统能耗。可应用于PowerTitan等大型储能系统和ST系列PCS的热管理优化,特别适合高功率密度场景。该技术无需冷却液回收系统,...