鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:954次 | 2021年05月11日
為什么要用鋰電?數(shù)據(jù)中心鋰電池應(yīng)用的挑戰(zhàn)
為何要用鋰電?數(shù)據(jù)中心鋰離子電池應(yīng)用的挑戰(zhàn)。數(shù)據(jù)中心在我國的擴(kuò)張速度可謂驚人,鉛酸電池可以說是數(shù)據(jù)中心運(yùn)維人員頭痛又無奈的存在,此情況下,具有體積小,重量輕,密度高和易用性強(qiáng)等特點(diǎn)的鋰離子電池則逐漸走上前臺。鋰離子電池性價比日趨上升。
為何要用鋰電?
鉛酸電池在通信行業(yè)領(lǐng)域數(shù)十年來長期占主導(dǎo)地位。但鉛酸電池循環(huán)壽命短、占地大、對機(jī)房承重要求高,生產(chǎn)制程容易造成環(huán)境污染,各國的鉛酸電池發(fā)展都趨于萎縮,我國鐵塔已經(jīng)明確不再招標(biāo)鉛酸電池。
鋰電天然具有能量密度高、占地小、長循環(huán)壽命等鉛酸不具備的優(yōu)勢。伴隨著鉛酸電池市場占有率快速下降,鋰離子電池在全球的應(yīng)用急劇新增,其中5G站點(diǎn)幾乎全部被鋰離子電池覆蓋,數(shù)據(jù)中心的鋰電應(yīng)用在國外一些大型的ISP客戶也在開始規(guī)模使用??梢灶A(yù)測未來3~5年時間,鋰離子電池市場份額將接近或超過鉛酸電池,鋰離子電池未來占據(jù)市場主導(dǎo)已經(jīng)是各領(lǐng)域的共識。
相比鉛酸電池,采用鋰離子電池的UPS能減少占用空間達(dá)50-80%,而使用壽命則長達(dá)15年以上。隨著技術(shù)進(jìn)步和國家對環(huán)保要求的提高,全國80%的中小規(guī)模鉛酸蓄電池廠關(guān)閉,而鉛酸電池的必備原材料鉛,價格更是一路走高。雖然目前鋰離子電池的價格仍然是鉛酸電池的2倍左右,但考慮到技術(shù)優(yōu)勢以及全生命周期價值,鋰離子電池的優(yōu)勢仍然十分明顯。且兩者的價差在未來會越來越小。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
儲能式鋰離子電池UPS的效率高達(dá)98%,比傳統(tǒng)在線式UPS高出5%~10%,這使得運(yùn)營成本大大降低。以一座3MW的數(shù)據(jù)中心來說,供電效率每提高1%,一年節(jié)省電費(fèi)就超過100萬元。
隨著鋰離子電池的能量密度和安全性能的持續(xù)提升、成本的持續(xù)降低,鋰電在通信領(lǐng)域、電力領(lǐng)域、動力汽車領(lǐng)域、數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域的需求越來越大,鋰電正在向著成為新一代主流能源的方向穩(wěn)步邁進(jìn)。鋰電相關(guān)于鉛酸有者低承重要求、占地小、能量密度高、循環(huán)壽命長等天然優(yōu)勢,所以,未來隨著鋰離子電池成本進(jìn)一步降低,鋰離子電池在數(shù)據(jù)中心必將大量應(yīng)用。
鋰電時代已來。無論是安全性能,還是全生命周期的投資成本,鋰電都已為數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域的大規(guī)模商用做好了充足的準(zhǔn)備。
數(shù)據(jù)中心鋰離子電池應(yīng)用的挑戰(zhàn)
UPS作為數(shù)據(jù)中心供電穩(wěn)定的最后防線,卻因?yàn)殇囯姵杀緯簳r偏高,大部分還在使用鉛酸電池。數(shù)據(jù)中心鋰離子電池大量應(yīng)用除了要解決可靠性及成本問題,事實(shí)上,用戶在應(yīng)用鋰離子電池時還存在諸多問題,這些問題也將成為未來鋰電大量應(yīng)用的關(guān)鍵考量。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備
挑戰(zhàn)1:多柜并柜均流問題,多柜并聯(lián)放電,因電芯內(nèi)阻、容量等不一致、配電的差異等導(dǎo)致的柜間放電不均流,尤其是在短時大電流放電時,造成電池柜逐個過流保護(hù)。
挑戰(zhàn)2:新舊電池柜在線擴(kuò)容問題,鋰電系統(tǒng)在應(yīng)用過程中,無法防止部分失效率的問題;或者因負(fù)載增大而擴(kuò)容的需求;就會有新舊電池柜并聯(lián)使用的場景。新舊電池柜混用因內(nèi)阻、容量的不一致,會導(dǎo)致嚴(yán)重偏流,甚至導(dǎo)致單電池柜過流斷開。
挑戰(zhàn)3:電芯串聯(lián)均壓問題,單組電池內(nèi)電芯內(nèi)阻容量等不一致,導(dǎo)致單電芯充電過壓,使得整個電池系統(tǒng)無法充滿電。
挑戰(zhàn)4:故障維護(hù)問題,單串鋰離子電池組內(nèi)某個電池模塊故障,引起整組鋰離子電池?zé)o法正常工作,如何快速維護(hù)更換。
挑戰(zhàn)5:消防問題,當(dāng)鋰離子電池入列微模塊數(shù)據(jù)機(jī)房,假如鋰電柜內(nèi)發(fā)生火災(zāi),如何將火災(zāi)控制在機(jī)柜內(nèi)部,不擴(kuò)散到周邊ICT設(shè)備?
數(shù)據(jù)中心使用鋰離子電池的優(yōu)勢
1.循環(huán)次數(shù)可達(dá)5000次,使用壽命長;
2.磷酸鐵鋰高穩(wěn)定電芯,熱失控不起火;
3.智能均壓控制,單模塊故障可正常運(yùn)行;
4.三層BMS系統(tǒng),層層保障鋰離子電池可靠性;
5.能量密度高,相對鉛酸節(jié)省70%占地面積;
6.智能鋰離子電池管理系統(tǒng),節(jié)省80%日常運(yùn)維成本。
總結(jié):在不久的將來,鋰電的成本優(yōu)勢會愈發(fā)明顯,鋰電必將在數(shù)據(jù)中心大規(guī)模應(yīng)用。未來3~5年鋰離子電池市場份額將接近或超過鉛酸電池,成為供電市場的主流。