為什么要用鋰電?數(shù)據(jù)中心鋰電池應(yīng)用的挑戰(zhàn)

來(lái)源：存能電氣  日期：2020-03-10 10:40  瀏覽量：次

為什么要用鋰電？數(shù)據(jù)中心鋰電池應(yīng)用的挑戰(zhàn)。數(shù)據(jù)中心在中國(guó)的擴(kuò)張速度可謂驚人，鉛酸電池可以說(shuō)是數(shù)據(jù)中心運(yùn)維人員頭痛又無(wú)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)的鋰電池則逐漸走上前臺(tái)。鋰電池性價(jià)比日趨上升。

為什么要用鋰電？

鉛酸電池在通信行業(yè)領(lǐng)域數(shù)十年來(lái)長(zhǎng)期占主導(dǎo)地位。但鉛酸電池循環(huán)壽命短、占地大、對(duì)機(jī)房承重要求高，生產(chǎn)制程容易造成環(huán)境污染，各國(guó)的鉛酸電池發(fā)展都趨于萎縮，中國(guó)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(zhǎng)循環(huán)壽命等鉛酸不具備的優(yōu)勢(shì)。伴隨著鉛酸電池市場(chǎng)占有率快速下降，鋰電池在全球的應(yīng)用急劇增加，其中5G站點(diǎn)幾乎全部被鋰電池覆蓋，數(shù)據(jù)中心的鋰電應(yīng)用在國(guó)外一些大型的ISP客戶也在開始規(guī)模使用?？梢灶A(yù)測(cè)未來(lái)3～5年時(shí)間，鋰電池市場(chǎng)份額將接近或超過(guò)鉛酸電池，鋰電池未來(lái)占據(jù)市場(chǎng)主導(dǎo)已經(jīng)是各領(lǐng)域的共識(shí)。

相比鉛酸電池，采用鋰電池的UPS能減少占用空間達(dá)50-80%，而使用壽命則長(zhǎng)達(dá)15年以上。隨著技術(shù)進(jìn)步和國(guó)家對(duì)環(huán)保要求的提高，全國(guó)80%的中小規(guī)模鉛酸蓄電池工廠關(guān)閉，而鉛酸電池的必備原材料鉛，價(jià)格更是一路走高。雖然目前鋰電池的價(jià)格仍然是鉛酸電池的2倍左右，但考慮到技術(shù)優(yōu)勢(shì)以及全生命周期價(jià)值，鋰電池的優(yōu)勢(shì)仍然十分明顯。且兩者的價(jià)差在未來(lái)會(huì)越來(lái)越小。

儲(chǔ)能式鋰電池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(yíng)成本大大降低。以一座3MW的數(shù)據(jù)中心來(lái)說(shuō),供電效率每提高1%,一年節(jié)省電費(fèi)就超過(guò)100萬(wàn)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(dòng)力汽車領(lǐng)域、數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域的需求越來(lái)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)。鋰電相對(duì)于鉛酸有者低承重要求、占地小、能量密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)等天然優(yōu)勢(shì)，所以，未來(lái)隨著鋰電池成本進(jìn)一步降低，鋰電池在數(shù)據(jù)中心必將大量應(yīng)用。

鋰電時(shí)代已來(lái)。無(wú)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(shí)偏高，大部分還在使用鉛酸電池。數(shù)據(jù)中心鋰電池大量應(yīng)用除了要解決可靠性及成本問(wèn)題，事實(shí)上，用戶在應(yīng)用鋰電池時(shí)還存在諸多問(wèn)題，這些問(wèn)題也將成為未來(lái)鋰電大量應(yīng)用的關(guān)鍵考量。

挑戰(zhàn)1：多柜并柜均流問(wèn)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(shí)大電流放電時(shí)，造成電池柜逐個(gè)過(guò)流保護(hù)。

挑戰(zhàn)2：新舊電池柜在線擴(kuò)容問(wèn)題，鋰電系統(tǒng)在應(yīng)用過(guò)程中，無(wú)法避免部分失效率的問(wèn)題；或者因負(fù)載增大而擴(kuò)容的需求；就會(huì)有新舊電池柜并聯(lián)使用的場(chǎng)景。新舊電池柜混用因內(nèi)阻、容量的不一致，會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重偏流，甚至導(dǎo)致單電池柜過(guò)流斷開。

挑戰(zhàn)3：電芯串聯(lián)均壓?jiǎn)栴}，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(guò)壓，使得整個(gè)電池系統(tǒng)無(wú)法充滿電。

挑戰(zhàn)4：故障維護(hù)問(wèn)題，單串鋰電池組內(nèi)某個(gè)電池模塊故障，引起整組鋰電池?zé)o法正常工作，如何快速維護(hù)更換。

挑戰(zhàn)5：消防問(wèn)題，當(dāng)鋰電池入列微模塊數(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)中心使用鋰電池的優(yōu)勢(shì)

1.循環(huán)次數(shù)可達(dá)5000次，使用壽命長(zhǎng)；

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)，層層保障鋰電池可靠性；

5.能量密度高，相對(duì)鉛酸節(jié)省70%占地面積；

6.智能鋰電池管理系統(tǒng)，節(jié)省80%日常運(yùn)維成本。

總結(jié)：在不久的將來(lái)，鋰電的成本優(yōu)勢(shì)會(huì)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(lái)3~5年鋰電池市場(chǎng)份額將接近或超過(guò)鉛酸電池，成為供電市場(chǎng)的主流。