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磷酸鐵鋰電池組在UPS電源中的應用

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磷酸鐵鋰電池ups電源在儲能特性、循環壽命、高溫適應能力、綠色環保等方面,都顯示了無可比擬的優勢,數據中心供配電系統廣泛使用磷酸鐵鋰電池組作為ups電池後備電源的設備,下面小編就對磷酸鐵鋰電池ups電源的應用和性能進行研究和分析。
磷酸鐵鋰電池組在ups電源中的應用探討:
鉛酸蓄電池經過幾十年的發展已經被眾多行業廣泛應用,同樣,在數據中心、通信及各類機房ups電池亦是首選。然而,隨著信息技術的發展,人們對供電系統的可靠性要求更高,對實現綠色環保的意識更強,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電池相比較:
1、質能比低、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,使用一段時間後充放電效率還會下降。
3、閥控式鉛酸蓄電池壽命短,設計壽命5-8年,實際使用大多為3~5年。
4、運行環境溫度要求高,在溫度超過25度時,環境溫度每提高7~10℃時電池壽命折損一半。
5、蓄電池大量採用鉛,其開採、加工和使用過程中均容易對環境造成嚴重污染。
為了解決以上問題,通信行業和一些知名品牌的大功率ups配置磷酸鐵鋰電池組應用在不斷增加,鋰電池ups市場一個新趨勢,是對數據中心和ups應用中鋰離子電池的興趣日益增長。與傳統的鉛酸蓄電池相比,磷酸鐵鋰電池組具有更長的使用壽命、更小的尺寸和重量、在更廣泛的環境中運行的能力,以及可大電流快速充放電,耐高溫性能優越,在﹣10℃~﹢65℃情況下仍然能夠正常工作;總體擁有成本(tco)更優。
鋰電池體積更小、重量更輕、循環壽命長、安全環保等特點,已經成為儲能電源的改革重點,也代表了ups電源行業的改革步伐,與ups主機息息相關。磷酸鐵鋰電池能減少ups系統的尺寸和重量,以便更有效地利用空間,鋰電池的長壽命設計將大大降低更換電池的成本和維護的負擔。
鋰電池作為ups系統的重要組成部分,市場上的ups電源廠商多數都在將蓄電池淘汰,使用新型的鋰電池,鋰電池ups在儲能電源系統、數據中心、工業領域、通信基站、航空航天等多個領域得到了廣泛而深入的應用。現今隨著我國鋰電池領域的迅猛發展,鋰電池ups電源逐漸受到了關注,其應用領域在不斷拓寬,通信行業則已捷足先登。
磷酸鐵鋰電池組在ups中的實際應用:
某局10樓ups動力機房由於機房稱重和面積不夠,停電後要求必須滿足4h的不間斷供電時間,無法安裝閥控密封鉛酸蓄電池組,根據放電時間要求,使用了一組384v/400ah磷酸鐵鋰電池,電池組由120塊3.2v/400ah的電池模塊串聯組成,其中400ah的電池模塊由4個單體容量為100ah的電芯並聯組成的,120塊400ah的電池模塊串聯組成一個384v/400ah的電池組,如圖所示。
所以磷酸鐵鋰電池組在ups供電系統應用時,只須把ups對電池組的充電電壓調整到磷酸鐵鋰電池所需要的電壓即可。
磷酸鐵鋰電池ups具有如下優點:
1、輸出電壓高:磷酸鐵鋰電池ups工作電壓範圍:2.5~3.6v,平台約3.2v;
2、安全性強:磷酸鐵鋰正極材料具有良好的電化學性能,充放電平台十分平穩,充放電過程中結構穩定,可以過放電到零伏。即使電池內部或外部受到傷害,電池不燃燒、不爆炸、安全性較好;
3、高溫性能好:外部溫度65℃時內部溫度則高達95℃,鋰電池放電結束時溫度可達160℃,鋰電池的結構安全、完好;
4、高效率輸出:標準放電為2~5c、連續高電流放電可達10c,瞬間脈衝放電(10s)可達20c;
5、高循環壽命:經500次循環,其放電容量仍大於95%;
6、使用方便:可快速充電;
7、環保:整個生產過程清潔無毒。所有原料都無毒。
8、非稀有資源:磷酸鐵鋰電池採用磷酸源、鋰源、鐵源為材料,無戰略資源及稀有資源。
磷酸鐵鋰電池組在ups電源供電系統中的應用:
針對磷酸鐵鋰電池組的特性,在ups供電系統設置時,只須把鋰電池ups給電池組的充電電壓調整到鋰電池所需要的電壓即可。因為鋰電池即便是長期處於充電狀態下,由於自身的ibms均衡保護功能,電池性能是不容易發生改變的。
例如,數據中心ups電池容量配置:
電池室空調啟動的環境溫度設定為25℃,ups系統容量200kva(396v/425a),蓄電池放電時間0.5小時。經計算,需配置396v/500ah鉛酸電池1組,或者396v/200ah鐵鋰電池組。考慮同樣的機房承重條件,後者占地面積是前者的28%,後者重量是前者的16%。利用磷酸鐵鋰電池ups大電流放電特性,降低機房面積和承重要求,更容易實現分散供電。
在運維管理方面,華為鋰電ups管理系統可以集成到ups管理系統,電池管理與ups管理系統是一套完整的系統。華為鋰電管理系統可以將電池信息上傳至ups系統,配合華為ups與網管系統,實現磷酸鐵電池智能管理,減少檢測頻率,做到磷酸鐵鋰電池ups運行狀態隨時可查、可管、可控。
鋰電池的分類:
鋰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、使用非水電解質溶液的電池。
②鋰離子電池不含有金屬態的鋰,並且是可以充電的。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、使用非水電解質的電池。
我們相信,隨著鋰電池組技術的成熟和製造業產能的增長,更多供應商開始進入磷酸鐵鋰電池ups應用領域,可以預計,磷酸鐵鋰電池ups的各項優勢將會體現的越來越明顯,其缺點也將隨著技術的進步而逐漸減少,將廣泛應用到數據中心、機房、通信、工業、航空等領域。
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