根據(jù)東方財(cái)富Choice數(shù)據(jù)顯示,2024年A股液冷概念上市公司達(dá)到47家,包括但不限于中科曙光、浪潮信息、工業(yè)富聯(lián)、紫光股份、中興通訊、光迅科技、飛龍股份、網(wǎng)宿科技、潤(rùn)澤科技、烽火通信、銳新科技、科華數(shù)據(jù)、歐陸通、中石科技、科創(chuàng)新源、同方股份等知名企業(yè)。
其中,最受矚目的,當(dāng)屬浸沒(méi)式液冷。
浸沒(méi)式液冷的重要應(yīng)用領(lǐng)域之一,是算力產(chǎn)業(yè)。
2024年3月,NVIDIA(英偉達(dá))CEO黃仁勛公布了由Grace Blackwell超級(jí)芯片GB200提供支持的服務(wù)器系統(tǒng)。由于功耗太高,液冷的散熱方式成為系統(tǒng)標(biāo)配。黃仁勛表示,公司堅(jiān)信浸沒(méi)式液冷技術(shù)將成為未來(lái)的散熱主流,帶動(dòng)整個(gè)散熱市場(chǎng)迎來(lái)全面革新。從B100產(chǎn)品開(kāi)始,英偉達(dá)未來(lái)的所有產(chǎn)品都將采用液冷技術(shù),這一決定無(wú)疑助推了液冷技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。
在國(guó)內(nèi),超聚變、曙光、華為等國(guó)內(nèi)多家液冷服務(wù)器制造商也與中國(guó)石化潤(rùn)滑油有限公司合作,開(kāi)始在全國(guó)部署裝填超過(guò)20個(gè)中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)電信、中國(guó)聯(lián)通和華為云的數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目。
數(shù)據(jù)中心冷卻技術(shù)包括風(fēng)冷冷卻、水冷冷卻、自然冷卻及液冷冷卻等。隨著算力設(shè)備的密度和功耗的持續(xù)增加,傳統(tǒng)的風(fēng)冷散熱方式面臨挑戰(zhàn),能耗成本逐漸上升,同時(shí)政策對(duì)電能利用效率(PUE)指標(biāo)的監(jiān)管也日益嚴(yán)格。而以液體作為熱傳導(dǎo)介質(zhì)的液冷冷卻技術(shù),通過(guò)冷卻液與服務(wù)器的發(fā)熱部件直接或間接接觸的方式換熱,可以更有效的實(shí)現(xiàn)熱量傳遞,從而為服務(wù)器提供散熱效果。當(dāng)前來(lái)看,冷板式液冷或率先放量,而浸沒(méi)式液冷則被視為長(zhǎng)期的發(fā)展方向。
根據(jù)中國(guó)電子節(jié)能技術(shù)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù),與傳統(tǒng)風(fēng)冷系統(tǒng)相比,液冷系統(tǒng)的PUE可以減少50%以上,意味著眾多數(shù)據(jù)中心的能耗能夠至少減少50%,碳排放量也將減少50%。在實(shí)際應(yīng)用中,采用液冷技術(shù)的數(shù)據(jù)中心,其PUE低至1.04,相比風(fēng)冷數(shù)據(jù)中心能效比提升超30%,單機(jī)柜功率密度達(dá)160kW,計(jì)算設(shè)備可靠性至少提升一個(gè)數(shù)量級(jí)。
在算力產(chǎn)業(yè)中,浸沒(méi)式液冷是指將發(fā)熱的電子元器件(如CPU、GPU、內(nèi)存和硬盤等)整體或部分地直接浸沒(méi)在裝有非導(dǎo)電惰性流體介質(zhì)(即冷卻液)的機(jī)箱中,實(shí)現(xiàn)循環(huán)散熱的一種液冷方式。根據(jù)熱交換器傳遞熱量方式的不同,可分為“液—液”的單相浸沒(méi)式液冷和“液—氣—液”的兩相浸沒(méi)式液冷。其中單相浸沒(méi)式液冷因?yàn)椴渴鸪杀靖汀L(fēng)險(xiǎn)及復(fù)雜性低和易于維護(hù),具有更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域、成熟度也更高。
在新能源汽車領(lǐng)域,液冷技術(shù)也極為重要。
其一,是應(yīng)用于安全型電池包。
和傳統(tǒng)電池包不同的是,應(yīng)用了單相浸沒(méi)式液冷技術(shù)的安全型電池包是將電池模塊浸沒(méi)在由冷卻介質(zhì)包覆的密封箱內(nèi),通過(guò)篩選添加低電離勢(shì)添加劑,顯著提高擊穿電壓,改善電性能。該結(jié)構(gòu)可以有效杜絕正常工作條件下單一電芯熱失控而導(dǎo)致熱擴(kuò)散,在極端條件如強(qiáng)烈撞擊情況下,即便電池包發(fā)生熱擴(kuò)散,也可以抑制和延緩燃燒,為駕駛員贏得寶貴的逃生和消防時(shí)間。
其二,是應(yīng)用于新能源汽車的“超級(jí)充電樁”。
隨著新能源車快充電池及高壓快充車型的發(fā)展,更高功率的“超級(jí)充電樁”將成為趨勢(shì)。例如,華為全液冷充電樁最大單槍功率已經(jīng)達(dá)到600千瓦,相對(duì)于30千瓦的初代充電樁,功率提高了近20倍,需要在慢充樁上充電8小時(shí)的車輛,在“超級(jí)充電樁”僅需24分鐘即可充完。
高效充電,需要強(qiáng)大的熱管理技術(shù),“全液冷高壓充電”成為實(shí)現(xiàn)快速充能的重要環(huán)節(jié)。2020年,中國(guó)石化潤(rùn)滑油公司與華為數(shù)字能源公司開(kāi)展合作,研發(fā)了能夠滿足超級(jí)充電樁的充電樁冷卻液,該產(chǎn)品具備良好的非金屬材料相容性和金屬材料緩蝕性能,采用低消耗緩蝕功能劑和橡膠調(diào)節(jié)保護(hù)劑方案,可實(shí)現(xiàn)-30~90℃的工況下,具備10年的使用壽命。成為華為超級(jí)充電樁唯一認(rèn)證冷卻液產(chǎn)品。產(chǎn)品還在小鵬汽車和星星充電超級(jí)充電樁上得到應(yīng)用。
與此同時(shí),中國(guó)石化潤(rùn)滑油公司還在進(jìn)一步研究兆瓦級(jí)超級(jí)充電樁的液冷技術(shù),并與華為數(shù)字能源和超聚變公司開(kāi)展兆瓦級(jí)超級(jí)充電樁單相浸沒(méi)式傳熱介質(zhì)的同步開(kāi)發(fā),該介質(zhì)已于2023年通過(guò)1000安培大電流傳熱試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果滿足GB/T 20234.3-2023標(biāo)準(zhǔn)要求。
隨著越來(lái)越多的數(shù)字產(chǎn)業(yè)與新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,液冷賽道正在成為高效散熱、高安全防護(hù)和高功率設(shè)備的重要配套,扮演著越來(lái)越重要的意義。中國(guó)石化潤(rùn)滑油公司也正在加速“熱能油液”的自主技術(shù)研發(fā),在全面覆蓋冷板式液冷、單相浸沒(méi)式液冷和雙相浸沒(méi)式液冷三大液冷體系上不斷開(kāi)拓。
