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施耐德電氣: 做好UPS鋰電池四大安全考量 迎接新能源革命

發布時間: 2019-02-20 14:27   161 次瀏覽

施耐德電氣: 做好UPS鋰電池四大安全考量 迎接新能源革命

作為數據中心供電係統的“***後一道屏障”,新的電池技術正引發一場巨大的新能源革命。根據2017年Uptime的全球數據中心調研數據顯示,10%的數據中心已經采用了鋰離子電池(以下簡稱鋰電池)作為UPS電源的儲能設備。全球能效管理和自動化領域數字化轉型的領導者施耐德電氣則預計,未來3年UPS用鋰電池的年均增速都將超過100%。

與鉛酸電池相比,鋰電池具有無可匹敵的技術優勢:數倍於鉛酸電池的能量密度讓鋰電池的占地空間減少了60%以上;重量減少了70%以上;對高溫適應能力更強;放電後能快速回充,循環次數4倍於鉛酸電池;10-15年的長壽命設計和高循環次數,使得鋰電池在UPS的10年生命周期內都無需更換,降低了維護和更換成本,***終幫助用戶降低TCO,獲得較大的商業價值。

施耐德電氣:從四個角度考量鋰電池的安全性

在中國,UPS改用鋰電池的趨勢將更加迅猛。作為數據中心基礎設施解決方案和服務的全球領導者,施耐德電氣通過對市場的精準定位及調查發現,除了采購價格因素外,目前中國客戶在選擇UPS鋰電池的關注點主要集中在安全方麵。作為數據中心裏麵比較大的儲能部件,鋰電池的安全很大程度上取決於以下四點,施耐德電氣提醒廣大用戶在選型時應重點關注:

1. 高質量的電芯生產和質量管控

目前全球******的鋰電池製造商都已經采用了先進的自動化生產線,隻有通過高質量的生產工藝管控才能保證電芯的高品質和高度一致性。鋰電芯生產完畢後,需要再將多隻電芯通過串並聯組成電池模組(俗稱Module),這一過程中需要將電池的正負極端子進行連接,大廠商通常采用的是激光焊接機進行端子的焊接,以減少接觸電阻,保證端子連接的可靠性。而小廠商則普遍采用手動螺栓螺母壓接的方式,難以保證端子的可靠連接,可能給將來的長期運行帶來隱患。

由於鋰電池的嚴格質量管控,加上自身循環壽命相比鉛酸電池有了很大的提升,因此在數據中心領域,很多大品牌的鋰電池可以做到10年質保。

2. 完善的BMS設計

BMS(電池管理係統)是整個鋰電池係統安全的核心技術所在。當電池發生任何過壓充電、過流放電、電池短路等故障時,通過BMS可以迅速切斷故障電流,防止電池發生熱失控風險。施耐德電氣認為鋰電池BMS不僅要實時監測每個電芯的電壓電流溫度等狀態,提供電池健康趨勢分析,更重要的是它可以主動平衡電芯的充放電,***終改善各個電芯的一致性,避免因為木桶短板效應導致的整組電池失效。目前國際一線品牌的鋰電池廠商都是自己設計生產BMS,以確保自己電芯和BMS的性能匹配和充放電安全。

3. 鋰電池的化學材料

對於數據中心UPS而言,由於其短時間大電流放電、放電功率大、長期備電浮充等應用特點,比較適合的是磷酸鐵鋰、錳酸鋰、NCM三元鋰技術。

中國市場上主要是三元鋰和磷酸鐵鋰,雖然兩者在能量密度及安全性方麵的爭論不休,但不可否認的是,這些爭論隻是局限在了鋰電池正極材料理論性能的一個方麵。施耐德電氣認為,鋰電池係統的安全,需要綜合考慮負極材料、電解液、隔膜材料、電芯外殼封裝、電池模塊成組、BMS、熔絲保護、直流斷路器、生產製造工藝水平、質量管控等眾多因素。由於鋰電池正極材料而產生的問題還不到所有鋰電池係統問題的10%。施耐德電氣建議,用戶應該針對UPS鋰電池的安全性、能量密度、成本進行綜合權衡,選擇大品牌公司的鋰電池係統才能得到可靠的質量保障。

4. 鋰電池與UPS的兼容性測試

與鉛酸電池不同,鋰電池是自帶BMS的,是一種智能型電池,具備自我管控能力,並與UPS主機進行通訊。當鋰電池充滿電後它會自動從UPS充電器上脫開,傳統的UPS軟件設計可能會認為這是電池故障而發出告警。更重要的是,不同材質的鋰電池充放電電壓、電流,截止電壓等都不相同,例如磷酸鐵鋰電芯的額定電壓是3.2V,而三元鋰則是3.8V。因此,在使用鋰電池前UPS需要與之進行嚴格的匹配測試才可以,並需要針對這款鋰電池對UPS更新固件。

值得一提的是,施耐德電氣公司近年來上市的UPS都已經具備了鋰電池的兼容性。UPS采用的高倍率鋰電池可以進行短時間大電流充放電,與此對應的是UPS充電器設計也需要適應這一變化。施耐德電氣新型Galaxy V係列UPS充電功率可達UPS輸出額定功率的40%(傳統的僅為10~15%),如此強大的充電器理論上可在30分鍾~1小時內將鋰電池快速充滿。

隨著鋰電池技術的成熟完善和成本日益優化,數據中心UPS將快速地完成從鉛酸電池向鋰電池的轉換。自2012全球******個鋰電池數據中心投入使用起,施耐德電氣在推動鋰電池技術在數據中心領域的應用方麵始終作為領軍人物,憑借強大的品牌與技術革新力量,始終走在這場數據中心新能源技術改革的前沿,帶領整個行業不斷前行。

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(可兼容多種前瞻儲能技術,包括鋰電池的施耐德電氣Galaxy VX UPS)

關於施耐德電氣

施耐德電氣正在引領住宅、樓宇、數據中心、基礎設施及工業領域的能效管理與自動化的數字化轉型。 
施耐德電氣業務遍及全球100多個國家,是能源管理(包括中壓、低壓和關鍵電源)以及自動化係統領域無可爭議的領先企業。极速影院能夠為用戶提供融合能源、自動化以及軟件的整體能效解決方案。 
在极速影院的全球生態係統中,施耐德電氣正在自己的開放平台上與眾多******的合作夥伴、集成商和開發者社區展開協作,共同為用戶提供實時控製,提升運營效率。 
极速影院相信,******的人才與合作夥伴使施耐德電氣成為偉大的企業。與此同時,施耐德電氣對創新、多元化與可持續發展的承諾,也將確保每一個人,在任何時間,在任何地方都能盡享Life Is On 。


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