鉅大LARGE | 點擊量：797次 | 2021年04月13日
探討磷酸鐵鋰離子電池組在UPS電源中的應(yīng)用領(lǐng)域
鉛酸蓄電池經(jīng)過幾十年的發(fā)展已經(jīng)被眾多行業(yè)廣泛應(yīng)用，同樣，在數(shù)據(jù)中心、通信及各類機房UPS電池亦是首選。然而，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，人們對供電系統(tǒng)的可靠性要求更高，對實現(xiàn)綠色環(huán)保的意識更強，為此，對解決鉛酸蓄電池存在的許多問題就更加迫切。
鉛酸蓄電池和磷酸鐵鋰離子電池相比較:
1、質(zhì)能比低、體積能量比低，UPS電池重量大，占地面積大。
2、充放電效率低，充放電效率約為92%左右，使用一段時間后充放電效率還會下降。
3、閥控式鉛酸蓄電池壽命短，設(shè)計壽命5-8年，實際使用大多為3～5年。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
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%
4、運行環(huán)境溫度要求高，在溫度超過25度時，環(huán)境溫度每提高7～10℃時電池壽命折損一半。
5、蓄電池大量采用鉛，其開采、加工和使用過程中均容易對環(huán)境造成嚴重污染。
為了解決以上問題，通信行業(yè)和一些知名品牌的大功率UPS配置磷酸鐵鋰離子電池組應(yīng)用在不斷新增，鋰離子電池UPS市場一個新趨勢，是對數(shù)據(jù)中心和UPS應(yīng)用中鋰離子電池的興趣日益上升。與傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池相比，磷酸鐵鋰離子電池組具有更長的使用壽命、更小的尺寸和重量、在更廣泛的環(huán)境中運行的能力，以及可大電流快速充放電，耐高溫性能優(yōu)越，在﹣10℃～﹢65℃情況下仍然能夠正常工作;總體擁有成本(TCO)更優(yōu)。
鋰離子電池體積更小、重量更輕、循環(huán)壽命長、安全環(huán)保等特點，已經(jīng)成為儲能電源的改革重點，也代表了UPS電源行業(yè)的改革步伐，與UPS主機息息相關(guān)。磷酸鐵鋰離子電池能減少UPS系統(tǒng)的尺寸和重量，以便更加有效地利用空間，鋰離子電池的長壽命設(shè)計將大大降低更換電池的成本和維護的負擔。
鋰離子電池作為UPS系統(tǒng)的重要組成部分，市場上的UPS電源廠商多數(shù)都在將蓄電池淘汰，使用新型的鋰離子電池，鋰離子電池UPS在儲能電源系統(tǒng)、數(shù)據(jù)中心、工業(yè)領(lǐng)域、通信基站、特種航天等多個領(lǐng)域得到了廣泛而深入的應(yīng)用?，F(xiàn)今隨著我國鋰離子電池領(lǐng)域的迅猛發(fā)展，鋰離子電池UPS電源逐漸受到了關(guān)注，其應(yīng)用領(lǐng)域在不斷拓寬，通信行業(yè)則已捷足先登。
磷酸鐵鋰離子電池組在UPS中的實際應(yīng)用：
某局10樓UPS動力機房由于機房稱重和面積不夠,停電后要求必須滿足4h的不間斷供電時間,無法安裝閥控密封鉛酸蓄電池組,根據(jù)放電時間要求,使用了一組384V/400Ah磷酸鐵鋰離子電池,電池組由120塊3.2V/400Ah的電池模塊串聯(lián)組成,其中400Ah的電池模塊由4個單體容量為100Ah的電芯并聯(lián)組成的,120塊400Ah的電池模塊串聯(lián)組成一個384V/400Ah的電池組,如圖所示。
所以磷酸鐵鋰離子電池組在UPS供電系統(tǒng)應(yīng)用時,只須把UPS對電池組的充電電壓調(diào)整到磷酸鐵鋰離子電池所要的電壓即可。
磷酸鐵鋰離子電池UPS具有如下優(yōu)點：
1、輸出電壓高：磷酸鐵鋰離子電池UPS工作電壓范圍：2.5～3.6V，平臺約3.2V;
2、安全性強：磷酸鐵鋰正極材料具有良好的電化學(xué)性能，充放電平臺十分平穩(wěn)，充放電過程中結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，可以過放電到零伏。即使電池內(nèi)部或外部受到傷害，電池不燃燒、不爆炸、安全性較好;
3、高溫性能好：外部溫度65℃時內(nèi)部溫度則高達95℃，鋰離子電池放電結(jié)束時溫度可達160℃，鋰離子電池的結(jié)構(gòu)安全、完好;
4、高效率輸出：標準放電為2～5C、持續(xù)高電流放電可達10C，瞬間脈沖放電(10S)可達20C;
5、高循環(huán)壽命：經(jīng)500次循環(huán)，其放電容量仍大于95%;
6、使用方便：可快速充電;
7、環(huán)保：整個生產(chǎn)過程清潔無毒。所有原料都無毒。
8、非稀有資源：磷酸鐵鋰離子電池采用磷酸源、鋰源、鐵源為材料，無戰(zhàn)略資源及稀有資源。
磷酸鐵鋰離子電池組在UPS電源供電系統(tǒng)中的應(yīng)用：
針對磷酸鐵鋰離子電池組的特性，在UPS供電系統(tǒng)設(shè)置時，只須把鋰離子電池UPS給電池組的充電電壓調(diào)整到鋰離子電池所要的電壓即可。因為鋰離子電池即便是長期處于充電狀態(tài)下，由于自身的IBMS均衡保護功能，電池性能是不容易發(fā)生改變的。
例如，數(shù)據(jù)中心UPS電池容量配置：
電池室空調(diào)啟動的環(huán)境溫度設(shè)定為25℃，UPS系統(tǒng)容量200kVA(396V/425A)，蓄電池放電時間0.5小時。經(jīng)計算，需配置396V/500Ah鉛酸電池1組，或者396V/200Ah鐵鋰離子電池組?？紤]同樣的機房承重條件，后者占地面積是前者的28%，后者重量是前者的16%。利用磷酸鐵鋰離子電池UPS大電流放電特性，降低機房面積和承重要求，更容易實現(xiàn)分散供電。
在運維管理方面，華為鋰電UPS管理系統(tǒng)可以集成到UPS管理系統(tǒng)，電池管理與UPS管理系統(tǒng)是一套完整的系統(tǒng)。華為鋰電管理系統(tǒng)可以將電池信息上傳至UPS系統(tǒng)，配合華為UPS與網(wǎng)管系統(tǒng)，實現(xiàn)磷酸鐵電池智能管理，減少檢測頻率，做到磷酸鐵鋰離子電池UPS運行狀態(tài)隨時可查、可管、可控。
鋰離子電池的分類：
鋰離子電池
鋰離子電池大致可分為兩類：鋰金屬電池和鋰離子電池。
①鋰金屬電池一般是使用二氧化錳為正極材料、金屬鋰或其合金金屬為負極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。
②鋰離子電池不含有金屬態(tài)的鋰，并且是可以充電的。鋰離子電池一般是使用鋰合金金屬氧化物為正極材料、石墨為負極材料、使用非水電解質(zhì)的電池。
我們相信，隨著鋰離子電池組技術(shù)的成熟和制造業(yè)產(chǎn)量的上升，更多供應(yīng)商開始進入磷酸鐵鋰離子電池UPS應(yīng)用領(lǐng)域，可以預(yù)計，磷酸鐵鋰離子電池UPS的各項優(yōu)勢將會體現(xiàn)的越來越明顯，其缺點也將隨著技術(shù)的進步而逐漸減少，將廣泛應(yīng)用到數(shù)據(jù)中心、機房、通信、工業(yè)、特種等領(lǐng)域。1、鋰離子電池UPS(1-30K單機機架式，支持并機;30K以上模塊化;全系列支持鋰電);鋰離子電池UPS是基于CR系列的基礎(chǔ)上推出的一款在線式內(nèi)置鋰離子電池UPS，產(chǎn)品適用于醫(yī)療設(shè)備、通訊設(shè)備、數(shù)據(jù)中心等場景，可以為負載設(shè)備供應(yīng)安全可靠的電力保障。
2、機架式UPS(1-30K單機機架式，支持并機;30K以上模塊化填補)，外觀簡潔，安裝方便，空間占用少;采用鋰離子電池作為后備儲能，針對新一代智慧數(shù)據(jù)中心進行設(shè)計的產(chǎn)品。
3、車載式UPS，全系列支持車載，廣泛應(yīng)用于各種特種改裝車輛，減輕了車輛負荷、節(jié)約車體內(nèi)部空間;
4、鋰電模塊化UPS(全系列支持鋰電)，采用了平均電流控制整流、順位主從同步控制、多級分散式控制和三階正弦波逆變等多項新概念技術(shù)，用戶可進行在線增容、維護，完全模塊式結(jié)構(gòu);
5、便攜式UPS，專為戶外應(yīng)急設(shè)計，拉桿箱設(shè)計，體積小、輕巧攜帶，運輸方便;
6、鋰離子電池包，體積重量輕，使用壽命長、安全環(huán)保、放電特性好等等。
存能電氣產(chǎn)品采用鋰離子電池UPS的優(yōu)勢：
減少UPS系統(tǒng)的尺寸和重量，以便更加有效地利用空間;
延長UPS電池壽命，降低維護開銷;
鋰電特性，鋰離子電池組循環(huán)充放電次數(shù)達到2000次以上;
鋰離子電池將大量能量儲存進更小的空間里，節(jié)省占地面積;
電源主機+電池均實現(xiàn)1+1并機(提升供電系統(tǒng)可靠性);
短時間效益高，安全環(huán)保無污染。
嵌入安裝，系統(tǒng)可嵌入安裝至負載設(shè)備內(nèi)，滿足客戶定制化需求;
并聯(lián)冗余，N+X并聯(lián)冗余功能，滿足用戶后期擴容要。
