用电力电子保持凉爽
Keep cool with power electronics
NREL 宣布，在美国能源部高级研究计划署能源 (ARPA-E) 计划的支持下，它正在与可持续航空、电网存储和节能计算方面的一系列新研究项目合作。
“我们的团队正在与通用电气、康明斯、博格华纳和约翰迪尔等行业合作伙伴合作，以优化功率密集型宽带隙 (WBG) 逆变器和电动机的热性能，NREL 高级研究员 Sreekant Narumanchi 说。 “这些设计更轻的整体重量、占地面积和改进的性能为电气化移动应用提供了明显的燃油效率和运营成本优势。”
与斯坦福大学正在进行的 ARPA-E 合作是“探索极端热通量应用的冷却极限”，改进了数据中心和电力电子设备的芯片热管理。斯坦福大学的研究人员正在开发一种新型冷却技术，即极热通量微 (EHFμ-) 冷却器，并得到 NREL 对热管理技术的实验可靠性评估的支持。 EHFμ-Cooler 显着降低了器件温度，导致热通量耗散超过 1,000 W/cm2 以冷却器件。
NREL 的热管理研究还包括 ARPA-E 航空级协同冷却电动机与集成驱动器 (ASCEND) 计划中的两个项目，以支持开发创新的轻型和超高效电动机、电动机驱动器和热管理系统可持续航空。
第一个项目由通用电气全球研究中心牵头，将设计一个 2 兆瓦的全集成全电动飞机动力系统，并展示一个 350 千瓦的实验室规模原型，以实现零碳排放窄体商用飞机全电动推进力。第二个项目由马凯特大学领导，专注于制造用于航空推进的高功率密度电机。 NREL 对这些项目的支持包括先进冷却概念和逆变器组件的热管理建模、分析和表征，以及各种电力电子、电动机和集成电驱动组件的热机械设计和技术经济分析。
ARPA-E 最近选择了三个由 NREL 专业知识支持的新项目。由 Synteris 领导的“将三维封装和热管理引入电力电子”将包括 NREL 研究，以改善电力电子模块陶瓷封装的热管理、功率密度、性能和寿命。由 NREL 领导的“利用地下势能重新利用重力储存基础设施”将使用机电系统级建模来确定动力传动系统组件的尺寸，从而将不活跃的油气井转化为储能设备。由弗吉尼亚理工学院和州立大学牵头的“用于适应性、低成本配电 (SCALED) 的电缆中的变电站”将包括 NREL 热管理研究，以在电网应用的背景下开发紧凑、高性能的电力电子元件。
“这些项目中的每一个都涉及与行业和大学合作伙伴的激动人心的新合作，以及 NREL 的跨团队合作，以开发影响多种能源效率和可再生能源应用的开创性电源模块、封装、转换器和传动系统组件，”Narumanchi 说。