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選擇UPS電源鋰電池的時候要考慮的因素

2023-04-14 15:26 1919次瀏覽 來源:

  安全性


  LFP電池具有比NMC電池更安全的陰極材料,并且不會在更高的溫度下退化。實際上,LFP電池提供了最佳的熱穩定性和化學穩定性,因此比NMC電池具有更高的安全性。LFP電池只會在195℃時進入熱失控狀態,并在熱失控期間釋放最少的能量。典型的NMC電池可以進入低至170℃的熱失控狀態,將會釋放更多能量并有可能起火燃燒。雖然各種鋰離子電池都是安全的,但LFP電池是最安全的鋰離子電池產品之一。


  溫度和排放


  一般來說,UPS有兩種典型的使用模型。第一種應用是當數據中心運營商計劃在5到10分鐘的時間間隔內使用UPS電源時,特別是從斷電到備用發電機啟動的過渡時期。在這種情況下,UPS以非常高的速率提供所有可用能量。第二種應用是當數據中心運營商計劃使用UPS提供1到8小時的放電,并希望避免啟動備用發電機。


  LFP電池的內部阻抗非常低,能夠以非常高的速率放電而不會產生太多熱量。NMC電池的內部阻抗比LFP電池高約10倍,并且在以與LFP電池相同的速率放電時會在內部產生更多熱量。例如,48V、50A的NMC電池(2400Wh)可以提供約50~100A的放電電流,而類似尺寸的LFP電池可以提供約500~1000A的放電電流。電力輸送是UPS電源中的一個關鍵指標。為了提供特定的電流曲線,可能需要并聯多塊NMC電池才能達到所需的電流,而一塊LFP電池就可能提供所需的電流??紤]到特定的空間限制,這意味著NMC電池更適合可以在較長的放電期間(即1h50A)內承受較低電流傳輸的應用,而LFP電池還可以在較短的時間內提供較高的電流傳輸放電時間(即10min內300A)。UPS運行時間的預期是選擇電池的關鍵因素。


  被動或主動冷卻


  在機架式UPS市場中,UPS的熱管理有多種選擇,從被動冷卻(無風扇)到主動冷卻(持續運行的風扇)再到動態主動冷卻(變速風扇驅動)來管理電池溫度。影響鋰離子電池壽命的第三個因素是環境溫度。鋰離子電池可以在-20℃至60℃安全運行,但最大限度延長電池壽命的最佳溫度范圍是10℃到30℃。大電流放電會在電池內部產生熱量,但穩定的溫度環境可以最大限度地延長電池的壽命。


  需要注意的是,基于NMC電池的化學成分和更高的阻抗,與LFP電池相比,它們在放電時會產生更多的熱量。鑒于冷卻散熱是數據中心內的一個關鍵問題,LFP電池的化學成分確實使其在氣候控制環境中具有優勢。


  主動冷卻的優勢


  在通常情況下,通過引入風扇和熱調節來增加產品的復雜性可被視為缺點,但也有一些優點。在沒有氣候控制的應用中,機柜的溫度范圍可以從非常寒冷和干燥到非常溫暖和潮濕。電池體積很大并且很重。在采用被動冷卻措施的電池中,在熱失控事件中,電池的內部溫度比外部上升得更快,從而產生熱點并限制可用的放電電流量。這也會使電池組的電池過早老化。在放電或充電事件期間,主動冷卻電池可以更好地去除電池熱量。與等效的被動冷卻電池相比,主動冷卻技術還可以支持電池更高的充電電池和放電電流。


  這也可能帶來冷凝的挑戰。在早上,來自環境的潮濕空氣可能會進入機柜并接觸到電池。由于溫差,這種潮濕的空氣可能會將水冷凝到電池內部的敏感電子設備上。隨著時間的推移,電子設備上的冷凝可能會改變電池的功能或損壞電池組件。主動冷卻還具有保持電子設備溫度與空氣溫度相同的優點,從而防止冷凝。


  總之,市場上有許多機架式UPS。在選擇UPS制造商或型號之前,應該了解這些設備的功率,以評估在電力中斷期間維持運行所需的功率、所需的運行時間、確定將要運行的環境以及確定熱量起到的作用有了這些數據,可以評估鋰離子電池化學特性、被動和主動冷卻特性以及可用解決方案提供的關鍵特性。一旦將這些功能納入選擇標準,UPS生產商將確保其UPS產品在停電期間提供所需的電源。


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