热管理技术在汽车、数据中心和航天器等多个领域都非常普遍，每个行业都需要实施热保护材料和结构。IDTechEx 的热管理研究报告组合涵盖了有关材料开发以及提高性能和防止热失控的方法的广泛研究。
气凝胶、云母和固态化学
电动汽车 （EV） 电池自最初开发以来一直存在火灾风险，原因是单个电池、线束或环境因素的故障，这导致汽车制造商进行了一些代价高昂的召回。因此，安全标准得到了提高，这意味着近年来消防材料有了很大的发展。
IDTechEx 的报告《2025-2035 年电动汽车电池防火材料》探讨了防止热失控传播的多种途径，包括气凝胶、云母和陶瓷，以及更换电池化学成分以获得可能更安全的替代品。
气凝胶具有防止细胞之间热传递的能力，并且具有低导热性和密度。陶瓷和泡沫具有相似的优势，因此是防止整个电池传播的良好初始选择。云母是 IDTechEx 描述为更易于使用的另一种选择，因为尽管其密度很高，但它用于薄、低成本的板材，并且具有很强的电气性能。
固态电解质电池已成为常用液体电解质的更安全的选择，具有更高的热稳定性和消除易燃液体的特点。固态化学品还具有更高的导热性，导致更大的安全工作温度范围，并且外部加热故障产生的热量更少。尽管它们在内部短路情况下可能会表现出更高的温度，并且在更广泛的商业采用方面存在挑战。
通过使用介电流体进行浸没式冷却，可以更有效地保持电池的工作温度来延长电池的使用寿命，介电流是一种允许电池和冷却液之间直接热接触的冷却方法。氢氟醚和碳氢化合物是可用于浸没式冷却的两大类材料。IDTechEx 的报告《2026-2036 年电动汽车热管理：材料、市场和技术》发现，碳氢化合物具有重量轻、成本低和导热系数更高的特点，是更有前途的选择。然而，沉浸式仍将作为整个市场的一小部分。
数据中心的空气冷却与液体冷却
液体冷却是数据中心热管理的一个主要类别，直接芯片冷却是近年来最流行的。这种方法将冷板直接安装在 GPU 或 CPU 等热源的顶部，可以分为单相或两相，分别使用水乙二醇（通常为 PG25）或制冷剂。浸入式冷却是另一种“直接”方法，将整个服务器主板浸入一罐液体中，并且还带有单相或两相选项，其中两相可以提供更高的冷却能力。
这些方法可能会提供一种新的和改进的方法，在这种方法中，传统的空气冷却（使用服务器板上的风扇来提供气流）可能不再足以满足 GPU 和 CPU 不断增加的热设计能力。
后门热交换器 （RDHx）、机房空调、机房空气处理器和边车热交换器等空气冷却都是房间和设施级冷却的选项。然而，机房空气处理器单元提供了空气和液体冷却的混合方法，它们可以使用泵房的冷水，来自 IT 机房的热空气和泵房的冷板之间发生热交换。欲了解更多信息，请访问 IDTechEx 的报告《2025-2035 年数据中心的热管理：技术、市场和机遇》。
用于高速的火箭和热保护
由于航天器的速度高，其产生的动能是无与伦比的，这意味着该领域的热管理技术至关重要。在着陆前使航天器减速需要耗散多余的能量，这可以通过燃烧逆行火箭（用于利基应用）或空气制动来实现。
可扩展、烧蚀和可重复使用的三种空气制动方法都有自己的热保护系统。可扩展系统仍在开发中，并使用机械膨胀或气体充气系统来增加航天器的表面积，以减少峰值和总热负荷。另一方面，烧蚀器是一项经过验证的高温技术，用于许多太空任务，包括气态巨行星进入和月球返回。
可重复使用的热保护系统，可能包括航天器周围的硅砖，以其低密度和低导电性而闻名，同时提供隔热效果。它们在涂层时也可以具有高发射率，并且可以达到较高的最高温度。这些因素对于保持航天器完好无损，并确保热量不会传递到内部或身体不会太重是必要的。对于机头和前缘，需要更重的碳复合材料，因为这些区域会产生更多的热量。IDTechEx 的报告《2025-2035 年航天器隔热罩和热保护系统：技术和市场展望》涵盖了航天器制造中使用的不同材料，以提供有效和安全的热保护。
