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选择UPS电源锂电池的时候要考虑的因素

2023-04-14 15:26 1597次浏览 来源:

  安全性


  LFP电池具有比NMC电池更安全的阴极材料,并且不会在更高的温度下退化。实际上,LFP电池提供了最佳的热稳定性和化学稳定性,因此比NMC电池具有更高的安全性。LFP电池只会在195℃时进入热失控状态,并在热失控期间释放最少的能量。典型的NMC电池可以进入低至170℃的热失控状态,将会释放更多能量并有可能起火燃烧。虽然各种锂离子电池都是安全的,但LFP电池是最安全的锂离子电池产品之一。


  温度和排放


  一般来说,UPS有两种典型的使用模型。第一种应用是当数据中心运营商计划在5到10分钟的时间间隔内使用UPS电源时,特别是从断电到备用发电机启动的过渡时期。在这种情况下,UPS以非常高的速率提供所有可用能量。第二种应用是当数据中心运营商计划使用UPS提供1到8小时的放电,并希望避免启动备用发电机。


  LFP电池的内部阻抗非常低,能够以非常高的速率放电而不会产生太多热量。NMC电池的内部阻抗比LFP电池高约10倍,并且在以与LFP电池相同的速率放电时会在内部产生更多热量。例如,48V、50A的NMC电池(2400Wh)可以提供约50~100A的放电电流,而类似尺寸的LFP电池可以提供约500~1000A的放电电流。电力输送是UPS电源中的一个关键指标。为了提供特定的电流曲线,可能需要并联多块NMC电池才能达到所需的电流,而一块LFP电池就可能提供所需的电流。考虑到特定的空间限制,这意味着NMC电池更适合可以在较长的放电期间(即1h50A)内承受较低电流传输的应用,而LFP电池还可以在较短的时间内提供较高的电流传输放电时间(即10min内300A)。UPS运行时间的预期是选择电池的关键因素。


  被动或主动冷却


  在机架式UPS市场中,UPS的热管理有多种选择,从被动冷却(无风扇)到主动冷却(持续运行的风扇)再到动态主动冷却(变速风扇驱动)来管理电池温度。影响锂离子电池寿命的第三个因素是环境温度。锂离子电池可以在-20℃至60℃安全运行,但最大限度延长电池寿命的最佳温度范围是10℃到30℃。大电流放电会在电池内部产生热量,但稳定的温度环境可以最大限度地延长电池的寿命。


  需要注意的是,基于NMC电池的化学成分和更高的阻抗,与LFP电池相比,它们在放电时会产生更多的热量。鉴于冷却散热是数据中心内的一个关键问题,LFP电池的化学成分确实使其在气候控制环境中具有优势。


  主动冷却的优势


  在通常情况下,通过引入风扇和热调节来增加产品的复杂性可被视为缺点,但也有一些优点。在没有气候控制的应用中,机柜的温度范围可以从非常寒冷和干燥到非常温暖和潮湿。电池体积很大并且很重。在采用被动冷却措施的电池中,在热失控事件中,电池的内部温度比外部上升得更快,从而产生热点并限制可用的放电电流量。这也会使电池组的电池过早老化。在放电或充电事件期间,主动冷却电池可以更好地去除电池热量。与等效的被动冷却电池相比,主动冷却技术还可以支持电池更高的充电电池和放电电流。


  这也可能带来冷凝的挑战。在早上,来自环境的潮湿空气可能会进入机柜并接触到电池。由于温差,这种潮湿的空气可能会将水冷凝到电池内部的敏感电子设备上。随着时间的推移,电子设备上的冷凝可能会改变电池的功能或损坏电池组件。主动冷却还具有保持电子设备温度与空气温度相同的优点,从而防止冷凝。


  总之,市场上有许多机架式UPS。在选择UPS制造商或型号之前,应该了解这些设备的功率,以评估在电力中断期间维持运行所需的功率、所需的运行时间、确定将要运行的环境以及确定热量起到的作用有了这些数据,可以评估锂离子电池化学特性、被动和主动冷却特性以及可用解决方案提供的关键特性。一旦将这些功能纳入选择标准,UPS生产商将确保其UPS产品在停电期间提供所需的电源。


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