锂离子电池在单相UPS中的使用

单相UPS中的锂离子电池

最近几年,锂离子电池越来越流行。 根据彭博新能源财经的数据,到2025年,它们将在40%的数据中心中使用。 它们将占5.6 GWh的预留容量。

因此,在工业三相UPS中使用锂离子电池不太可能会让任何人感到惊讶。 在大型设施的能源基础设施的总成本的背景下,这种电池的相对较高的价格几乎是看不见的,并且随后被该解决方案的较低总拥有成本所抵消。

完全不同的是单相UPS,其范围通常涉及节俭。 最后,这些不是基础设施和图像解决方案。 它站在抽屉的一角,每月可能需要一次,甚至更少。 这些东西通常是在剩余的基础上获得的。

那么,花钱购买由锂离子电池供电的单相UPS值得吗?还是最好选择通常的解决方案呢? 在这种不确定的情况下,最好冷静地呼吸,不要理会情绪,以开始计算利弊。 并且决定推迟到以后。

什么是锂离子电池?

锂离子电池的工作原理基于锂整合到氧化硅,石墨或其他材料的晶格中的能力,这使您可以在一个电极上积累电荷。 例如,当在充电期间使用石墨时,锂石墨在阳极上形成。 在工作模式下,发生反向过程-多余的电荷流向阴极,电流流过外部电路。

能够将锂盐掺入其组成的聚合物用作锂离子电池中的电解质。 这使您可以到达较大的内部表面并生产几乎任何形状的产品。

锂离子电池的优势

锂离子电池的使用寿命达到10年,是传统铅蓄电池的2-3倍。 即使考虑到价格差异,整个运营期间的节省也可以达到35%,这已经是很多了。

由于缺少硫酸盐,锂离子电池在放电方面大大超过铅酸电池:每月3-5%,而每月10-15%。 因此,它们甚至可以预先购买-在良好的存储条件下(约15度的温度和30-50%的电量),即使几年后电池也可以完全工作。

给锂离子电池充电的时间减少了几倍。 必要时,此属性可能是决定性的,以确保在偏远站点以及经常发生供电线路损坏的地方不间断电源。 此外,在频繁停电的情况下,锂离子电池的较长寿命将发挥积极作用:铅酸电池的寿命为400-600,铅酸电池的寿命为200;但是,用于UPS的锂离子电池的决定性优势有两种:功率和能源密集型。 因此,有理由谈论一种可以保护与其连接的任何设备的通用源。



执行的功率版本涉及在短时间内返回高功率。 具有锂离子电池的UPS可以提供​​功能强大的设备1-2分钟,放电率高达20%。

在高能耗模式下,电池将在相对较长的时间段内为与其连接的小功率设备供电。 因此,在同一时间,容量消耗将约为20%。

由于酸性碱性电池的化学和技术特性,它们只能在高能耗模式下工作。 当然,实际上最需要的是他,但情况有所不同。

锂离子电池的高能量强度导致以下事实:在其他条件相同的情况下,它们将更小,更轻。 当然,在3-4人的家庭或办公室环境中,对UPS的实际需求以产品为单位进行计算,这并不是特别重要(尽管我怎么说)?
首先,永远不会有太多的空间。 其次,尺寸和重量都是运输成本。

至于工作温度,其范围是0℃至40℃。 因此,客观地在UPS中使用这些电池不需要额外的冷却,但是请不要忘记温度越舒适,电池寿命越长,UPS本身以及由UPS供电的设备。

锂离子电池的典型能量损耗是铅酸电池的一半。 而且这没有考虑到可能发生的断电,在此期间电池先放电然后再充电。

十年来,铅酸电池的使用大约需要两次更换。 对于锂离子电池,该数字可能为零。 如果您在设备本身的成本上加上不可避免的组织成本,锂离子电池可以节省您不菲的金钱。

锂离子电池的特点

在许多条件下都能获得最高性能的锂离子电池。 特别是,它们没有“记忆效应”,因此,将它们放电至零是不切实际的,甚至是不希望的-最佳存储值约为电荷的40%。 实际上,这意味着可以根据需要对电池充电而不会对其造成任何损坏。

也不应对锂离子电池过度充电。 事实是引入到电极晶格中的锂离子会逐渐改变其组成。 因此,如果电荷太高(以及太低),则阳极或阴极中的锂离子太多,这将导致元件退化并缩短其使用寿命。

主要问题是安全性。 确实,一次,三星Galaxy Note 7在字面上和形象上都发出了很多声音。 此外,即使在水中燃烧锂,仍然会使普通用户感到困惑,因此您应该彻底了解这一点。

首先,锂离子电池不包含锂金属,而是包含化学活性较低的离子。 因此,这种电池自燃的可能原因在创意上没有不同:物理损坏或过热。 显然,这里没有观察到锂离子特异性。

然而,由于在不适当的操作条件下较高的比能量和温度敏感性,锂离子电池潜在地能够迅速达到热不稳定状态。 因此,通过使用可靠的材料和有效的管理系统来解决安全问题,这将在下面讨论。

另外,应该考虑到,如今生产的锂离子电池数量为数百万,因此总有可能发生技术婚姻或性能不佳。 购买UPS时,有必要将重点放在具有良好记录的知名制造商身上,这些制造商会认真地对其设备进行测试并选择组件供应商。

解决方案是,用于UPS的锂离子电池比铅酸电池贵。 主要原因是锂离子电池的正常运行意味着复杂的控制系统,该系统主要负责使用该电池的安全性,如果任何参数超出可接受范围,其次即刻关闭,其次为了确保电池处于最佳工作状态:应多久充电一次以及用多少电流充电,应保留多少百分比的容量仍应充满电,并预测剩余使用寿命,并考虑所有这些因素 大量参数。 装有铅酸电池的UPS也具有电池管理系统,但是由于其较低的功耗和对参数更改的响应较慢,并且电池故障的风险也较低,因此它非常简单。

因此,实施该规则可确保锂离子电池的安全性的主要规则是防止外部热源过热和机械损坏。 当然,请勿拆卸。 如果UPS安装在远程站点上,则设置远程监视以快速获取有关UPS事件的信息将非常有用。

即使对锂离子电池的性能进行表面分析,也得出结论,即它们的潜力很大,但这恰恰是潜力。 单相锂离子UPS
例如,考虑使用1 kVA和1.5 kVA锂离子电池的Smart-UPS Online不间断电源。 它们可以带或不带预装的网卡。 包括一个外部电池组,总共最多可以连接5个电池。

该系列包括四个型号:SRTL1000RMXLI,SRTL1500RMXLI,SRTL1000RMXLI-NC和SRTL1500RMXLI-NC。 最后两个配备了网卡。



该系列型号设计用于在0°C至40°C的温度范围内运行,相对湿度的运行模式为0-95%。 UPS提供的防护等级为IP 20。

及时进行预防性维护是确保源稳定运行的主要保证之一。 系列UPS会提前通知用户电池寿命即将到期,以便维修人员及时更换电池。

除其他因素外,由于可以设置为“绿色模式”模式,因此可以确保较高的效率,这意味着如果不需要调整主电源,则可以自动将负载切换为旁路。 此操作模式不会影响电池;它将继续处于UPS的控制之下。

智能控制系统提高了电池效率,使用寿命和可靠性。 它使您能够连续监视电池的当前状态并使用最佳的充电模式,甚至在设备关闭时也继续为电池供电。

给电池充电时,将应用温度补偿模式。 它使您可以根据电池的发热来调整充电电压,从而延长其使用寿命并防止过渡到潜在的危险状态。

使用EPO功能可以紧急关闭电源。 激活后,负载和所有电源转换器都会立即断开连接,UPS本身会自动切换到故障指示模式。 EPO完全将设备与危险的电源隔离开来,电源由极低的电压供电。

鉴于高能量强度,使用锂离子电池可以减小UPS的尺寸,并减轻溶液的重量,这在某些情况下可能会派上用场。 由于基于锂离子电池的UPS属于高端市场,因此设备非常丰富:LCD显示屏,两组受控插座,用于连接其他控件的SmartSlot插槽,一个串行端口和一个USB端口。 信号源SRTL1000RMXLI-NC和SRTL1500RMXLI-NC还配有预安装的网卡,通过该网卡,该设备可以集成到电源远程控制的通用系统中。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN433888/


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