Halò, a chàirdean!
Às deidh an artaigil fhoillseachadh Tha mòran bheachdan air a bhith ann mu na cunnartan a tha an lùib fuasglaidhean Li-Ion airson frithealaichean agus ionadan dàta. Mar sin, an-diugh feuchaidh sinn ri faighinn a-mach dè na h-eadar-dhealachaidhean a tha eadar fuasglaidhean lithium gnìomhachais airson UPS agus am bataraidh san inneal agad, mar a tha suidheachadh obrachaidh bataraidhean ann an seòmar frithealaiche eadar-dhealaichte, carson ann am fòn Li-Ion nach mair am bataraidh. barrachd air 2-3 bliadhna, agus ann an ionad dàta àrdaichidh am figear seo gu 10 bliadhna no barrachd. Carson a tha na cunnartan bho theine lithium ann an ionad dàta / seòmar frithealaiche glè bheag.
Tha, tha tubaistean le bataraidhean UPS comasach ge bith dè an seòrsa inneal stòraidh lùtha, ach chan eil an uirsgeul mu “cunnart teine” de fhuasglaidhean lithium gnìomhachais fìor.
Às deidh na h-uile, tha mòran air sin fhaicinn le bataraidh lithium ann an càr a’ gluasad air an àrd-rathad? Mar sin, chì sinn, dèan a-mach e, dèan coimeas eadar ...
An seo chì sinn cùis àbhaisteach de fhèin-teasachadh neo-riaghlaidh, ruith teirmeach bataraidh fòn, a lean gu tachartas mar sin. Canaidh tu: SEO! Is e dìreach fòn a th’ ann, cha chuireadh ach duine seòlta rudeigin mar sin anns an t-seòmar frithealaiche!
Tha mi cinnteach às deidh sgrùdadh a dhèanamh air an stuth seo, gun atharraich an leughadair a bheachd air a’ chùis seo.
An suidheachadh làithreach ann am margaidh an ionaid dàta
Chan eil e na dhìomhaireachd gur e tasgadh fad-ùine a th’ ann a bhith a’ togail ionad dàta. Faodaidh prìs uidheamachd innleadaireachd leis fhèin a bhith 50% de chosgais gach cosgais calpa. Tha an ìre pàighidh air ais timcheall air 10-15 bliadhna. Gu nàdarra, tha miann ann cosgais iomlan seilbh a lughdachadh tro chuairt-beatha iomlan an ionaid dàta, agus aig an aon àm cuideachd uidheamachd innleadaireachd teann, a ’saoradh nas urrainn dhut de dh’ àite airson an luchd pàighidh.
Is e am fuasgladh as fheàrr tionndadh ùr de UPS gnìomhachais stèidhichte air bataraidhean Li-Ion, a tha air faighinn cuidhteas “galaran leanabachd” o chionn fhada ann an cruth cunnartan teine, algorithms cosgais-sgaoilidh ceàrr, agus a tha air tòrr uidheamachd dìon fhaighinn.
Leis an àrdachadh ann an comas uidheamachd coimpiutaireachd agus lìonra, tha an t-iarrtas airson UPS a’ fàs. Aig an aon àm, bidh na riatanasan airson beatha bataraidh ag àrdachadh gun fhios nach bi duilgheadasan ann le solar cumhachd meadhanaichte agus / no fàilligidhean nuair a thòisicheas tu air stòr cumhachd cùl-taic a thaobh cleachdadh / ri fhaighinn de sheata gineadair dìosail.
Nar beachd-ne, tha dà phrìomh adhbhar ann:
- Fàs luath ann an tomhas fiosrachaidh air a phròiseasadh agus air a ghluasad
Mar eisimpleir, , a tha
feumar a shàbhaladh agus a phròiseasadh. - Fàs ann an dinamics caitheamh lùtha dealain. A dh'aindeoin a 'ghluasaid coitcheann de bhith a' lùghdachadh caitheamh lùtha uidheam IT, a 'lùghdachadh caitheamh lùtha sònraichte de cho-phàirtean dealanach.
Graf caitheamh lùtha de dìreach aon ionad dàta obrachaidh
Tha an aon ghluasad air a nochdadh le ro-mheasaidhean margaidh ionadan dàta san dùthaich againn.A rèir an làrach, tha an àireamh iomlan de raointean raca a chaidh a chuir an gnìomh nas àirde na 20 mìle. “Chaidh an àireamh de àiteachan raca a chuir na 20 solaraiche seirbheis ionad dàta as motha an sàs ann an 2017 suas 3% agus ràinig iad 22,4 mìle (dàta mar 1 Dàmhair, 2017),” - ag ràdh aithisg CNews Analytics. A rèir buidhnean comhairleachaidh, ro 2021 thathar an dùil gun àrdaich an àireamh de àiteachan raca gu 49 mìle. Is e sin, ann an dà bhliadhna faodaidh fìor chomas an ionaid dàta dùblachadh. Cò ris a tha seo co-cheangailte? An toiseach, leis an àrdachadh anns an àireamh fiosrachaidh: an dà chuid air a stòradh agus air a phròiseasadh.
A bharrachd air sgòthan, tha cluicheadairean den bheachd gu bheil leasachadh comasan ionadan dàta anns na roinnean mar phuingean fàis: is iadsan an aon roinn far a bheil tèarmann airson leasachadh gnìomhachais. A rèir IKS-Consulting, ann an 2016, cha robh na roinnean a 'dèanamh suas ach 10% de na goireasan a chaidh a thabhann air a' mhargaidh, fhad 'sa bha prìomh-bhaile agus roinn Moscow a' fuireach 73% den mhargaidh, agus St Petersburg agus roinn Leningrad - 17%. Anns na roinnean, tha gainnead ghoireasan ionadan dàta ann fhathast le ìre àrd de fhulangas sgàinidhean.
Ro 2025, thathas an dùil gun àrdaich an àireamh iomlan de dhàta san t-saoghal 10 tursan an taca ri 2016.
Ach, dè cho sàbhailte sa tha lithium airson frithealaiche no ionad dàta UPS?
Eas-bhuannachd: cosgais àrd fuasglaidhean Li-Ion.
Tha prìs bataraidhean lithium-ion fhathast àrd an taca ri fuasglaidhean àbhaisteach. A rèir tuairmsean SE, bidh na cosgaisean tùsail airson UPS àrd-chumhachd thairis air 100 kVA airson fuasglaidhean Li-Ion 1,5 uair nas àirde, ach aig a’ cheann thall bidh na sàbhalaidhean air seilbh 30-50%. Ma nì sinn coimeas ri ionad armachd-gnìomhachais dhùthchannan eile, seo an naidheachd mun fhoillseachadh a-staigh le bataraidhean Li-Ion. Gu math tric, bidh bataraidhean lithium-iarann fosfáit (LFP san dealbh) air an cleachdadh ann am fuasglaidhean mar seo air sgàth cho saor agus cho sàbhailte 'sa tha iad.
Tha an artaigil ag ainmeachadh gun deach $ 100 millean a chosg air bataraidhean ùra airson a’ bhàta-aigeinn, feuchaidh sinn ri a thionndadh gu luachan eile ...Tha 4,2 mìle tunna na ghluasad fon uisge de bhàta-aigeil Iapanach. Gluasad uachdar - 2,95 mìle tunna. Mar riaghailt, tha 20-25% de chuideam a 'bhàta air a dhèanamh suas de bataraidhean. Às an seo bheir sinn timcheall air 740 tonna - bataraidhean searbhag luaidhe. Nas fhaide: tha tomad lithium timcheall air 1/3 de bhataraidh searbhag luaidhe -> 246 tonna de lithium. Aig 70 kWh / kg airson Li-Ion gheibh sinn timcheall air 17 MWh de chumhachd raon bataraidh. Agus tha an eadar-dhealachadh ann am meud bataraidhean timcheall air 495 tonna... An seo chan eil sinn a’ toirt aire , a dh’ fheumas 14,5 tonna de airgead gach bàta-tumaidh, agus a chosgas 4 tursan nas motha na bataraidhean searbhag luaidhe. Leig leam do chuir an cuimhne nach eil bataraidhean Li-Ion a-nis ach 1,5-2 uair nas daoire na VRLA, a rèir cumhachd an fhuasglaidh.
Dè mu dheidhinn na Seapanach? Chuimhnich iad ro fhadalach gu bheil “lasachadh a’ bhàta” le 700 tonna a’ ciallachadh atharrachadh ann an comas na mara agus seasmhachd... Is dòcha gum feumadh iad armachd a chuir air bòrd gus cuairteachadh cuideam dealbhaidh a’ bhàta a thilleadh.
Bidh bataraidhean lithium-ion cuideachd a’ cuideam nas lugha na bataraidhean searbhag luaidhe, agus mar sin dh’ fheumadh dealbhadh bàta-aigeil clas Soryu ath-dhealbhadh beagan gus balaiste agus seasmhachd a chumail suas.
Ann an Iapan, chaidh dà sheòrsa bataraidhean lithium-ion a chruthachadh agus a thoirt gu staid obrachaidh: lithium-nickel-cobalt-aluminum-oxide (NCA) air a thoirt gu buil le GS Yuasa agus lithium titanate (LTO) air a thoirt gu buil le Toshiba Corporation. Cleachdaidh cabhlach Iapan bataraidhean NCA, agus chaidh bataraidhean LTO a thabhann dha Astràilia airson an cleachdadh air bàtaichean-aigeil clas Soryu ann an tairgse o chionn ghoirid, a rèir Kobayashi.
Le eòlas air a’ bheachd urramach a thaobh sàbhailteachd ann an Land of the Rising Sun, faodaidh sinn gabhail ris gu bheil cùisean sàbhailteachd lithium air am fuasgladh, air an deuchainn agus air an dearbhadh.
Cunnart: cunnart teine.
Seo far an dèan sinn a-mach adhbhar an fhoillseachaidh, leis gu bheil beachdan eadar-dhealaichte ann mu shàbhailteachd nam fuasglaidhean sin. Ach tha seo uile na reul-eòlas, ach dè mu dheidhinn fuasglaidhean gnìomhachais sònraichte?
Tha sinn mu thràth air bruidhinn mu chùisean tèarainteachd nar , ach gabhamaid còmhnuidh a rìs air a' chùis so. Nach tionndaidh sinn chun fhigear, a rinn sgrùdadh air ìre dìon a’ mhodal agus cealla LMO / NMC den bhataraidh a rinn Samsung SDI agus a chaidh a chleachdadh mar phàirt den Schneider Electric UPS.
Chaidh beachdachadh air pròiseasan ceimigeach ann an artaigil an neach-cleachdaidh . Feuchaidh sinn ris na cunnartan a dh’ fhaodadh a bhith anns a ’chùis shònraichte againn a thuigsinn agus an coimeas ri dìon ioma-ìre ann an ceallan Samsung SDI, a tha nam pàirt de raca deiseil Type G Li-Ion mar phàirt de fhuasgladh coileanta stèidhichte air Galaxy VM.
Feuch an tòisich sinn le clàr-sruth cùis coitcheann de na cunnartan agus na h-adhbharan airson teine ann an cealla lithium-ion.
Fon spoiler faodaidh tu sgrùdadh a dhèanamh air na cùisean teòiridheach mu chunnartan teine aig bataraidhean lithium-ion agus fiosaig phròiseasanDiagram bloc tùsail de chunnartan agus adhbharan teine (Cunnart Sàbhailteachd) de chealla lithium-ion bho 2018 bliadhnaichean.
Leis gu bheil eadar-dhealachaidhean ann am feartan ruith teirmeach na cealla a rèir structar ceimigeach cealla lithium-ion, an seo cuiridh sinn fòcas air a’ phròiseas a tha air a mhìneachadh san artaigil ann an cealla lithium-nickel-cobalt-alluminium (stèidhichte air LiNiCoAIO2) no NCA.
Faodar pròiseas leasachadh tubaist ann an cealla a roinn ann an trì ìrean:
- ìre 1 (Onset). Obrachadh àbhaisteach na cealla nuair nach eil an caisead àrdachadh teòthachd nas àirde na 0,2 ceum Celsius gach mionaid, agus nach eil teòthachd na cealla fhèin nas àirde na 130-200 ceum Celsius, a rèir structar ceimigeach na cealla;
- ìre 2, blàthachadh (luathachadh). Aig an ìre seo, tha an teòthachd ag èirigh, tha an caisead teòthachd ag àrdachadh gu luath, agus tha lùth teirmeach air a leigeil ma sgaoil gu gnìomhach. San fharsaingeachd, tha sgaoileadh gasaichean an cois a’ phròiseas seo. Feumar cus mean-fhàs gas a dhìoladh le bhith ag obrachadh a ’bhalbhaid sàbhailteachd;
- ìre 3, ruith teirmeach (Runaway). Teasachadh bataraidh thairis air 180-200 ceum. Anns a 'chùis seo, bidh an stuth catod a' dol a-steach gu freagairt neo-chothromach agus a 'leigeil a-mach ocsaidean. Is e seo an ìre de ruith teirmeach, oir anns a ’chùis seo faodaidh measgachadh de ghasaichean lasanta le ocsaidean tachairt, a dh’ adhbhraicheas losgadh gun spionnadh. Ach, faodar smachd a chumail air a ‘phròiseas seo ann an cuid de chùisean, leugh - nuair a dh’ atharraicheas an siostam de fhactaran bhon taobh a-muigh, bidh ruith teirmeach ann an cuid de chùisean a ‘stad gun bhuaidhean marbhtach don àite mun cuairt. Chan eilear a’ beachdachadh air comasachd agus coileanadh na cealla lithium fhèin às deidh na tachartasan sin.
Tha teòthachd ruith teirmeach an urra ri meud cealla, dealbhadh cealla, agus stuth. Faodaidh an teòthachd ruith teirmeach atharrachadh bho 130 gu 200 ceum Celsius. Faodaidh an ùine ruith teirmeach atharrachadh agus a bhith eadar mionaidean, uairean no eadhon làithean ...
Dè mu dheidhinn ceallan seòrsa LMO/NMC ann an UPSan lithium-ion?
- Gus casg a chuir air conaltradh an anod leis an electrolyte, thathas a’ cleachdadh còmhdach ceirmeag mar phàirt den chill (SFL). Tha gluasad ions lithium air a bhacadh aig 130 ceum Celsius.
- A bharrachd air a’ bhalbhag dìon dìon, thathas a ’cleachdadh siostam dìon inneal Over Charge (OSD), a bhios ag obair ann an co-bhonn ri fiùs a-staigh agus a’ tionndadh a ’chill millte, a’ cur casg air a ’phròiseas ruith teirmeach bho bhith a’ ruighinn ìrean cunnartach. A bharrachd air an sin, tòisichidh an siostam OSD a-staigh nas tràithe, nuair a ruigeas an cuideam 3,5 kgf / cm2, is e sin, leth nas lugha na cuideam freagairt bhalbhaichean sàbhailteachd na cealla.
Air an t-slighe, bidh am fiùs cealla ag obair aig sruthan os cionn 2500 A ann an nas fhaide na 2 dhiog. Gabhamaid ris gu bheil an caisead teodhachd a’ ruighinn leughadh de 10 ceum C/min. Ann an 10 diogan, bidh ùine aig a ’chill mu 1,7 ceum a chuir ris an teòthachd aice fhad‘ s a tha e ann am modh overclocking.
- Cuiridh dealaiche trì-fhilleadh sa chill ann am modh ath-lìonadh casg air gluasad ions lithium gu anod na cealla. Is e an teòthachd bacaidh 250 ceum Celsius.
A nis faiceamaid ciod a th' againn ri teodhachd na cille ; Leig dhuinn coimeas a dhèanamh aig na h-ìrean de dhiofar sheòrsaichean de dhìonan a bhrosnachadh aig ìre cealla.
- siostam OSD - 3,5 + -0,1 kgf / cm2 <= cuideam taobh a-muigh
Dìon a bharrachd an aghaidh overcurrents.
- bhalbhaichean sàbhailteachd 7,0 + -1,0 kgf/cm2 <= cuideam taobh a-muigh
- fiùs taobh a-staigh na cealla 2 dhiog aig 2500A (thairis air modh gnàthach)
Tha cunnart ruith teirmeach cealla gu dìreach an urra ri ìre / ìre cosgais na cealla, barrachd fiosrachaidh an seo ...Beachdaichidh sinn air buaidh ìre cosgais cealla ann an co-theacsa cunnartan ruith teirmeach. Beachdaichidh sinn air a’ chlàr conaltraidh eadar teòthachd na cealla agus am paramadair SOC (Staid Cìse, ìre cosgais a’ bhataraidh).
Tha ìre cosgais a’ bhataraidh air a thomhas mar cheudad agus a’ sealltainn na tha de chosgais iomlan fhathast air a stòradh sa bhataraidh. Anns a 'chùis seo, tha sinn a' beachdachadh air modh ath-lìonadh bataraidh. Faodar a cho-dhùnadh, a rèir ceimigeachd cealla lithium, gum faodadh am bataraidh a bhith gad ghiùlan fhèin ann an dòigh eadar-dhealaichte nuair a thèid cus cosgais a dhèanamh agus gum bi e buailteach do ruith teirmeach eadar-dhealaichte. Tha seo mar thoradh air comas sònraichte eadar-dhealaichte (A * h / gram) de dhiofar sheòrsaichean de cheallan Li-Ion. Mar as motha a tha comas sònraichte na cealla, is ann as luaithe a thèid an teas a leigeil ma sgaoil aig àm ath-lìonadh.
A bharrachd air an sin, aig 100% SOC, bidh cuairt ghoirid a-muigh gu tric ag adhbhrachadh ruith teirmeach den chill. Air an làimh eile, nuair a tha an cealla aig 80% SOC, bidh an teòthachd ruith teirmeach as àirde den chill a’ gluasad suas. Bidh an cealla a’ fàs nas seasmhaiche ri suidheachaidhean èiginneach.
Mu dheireadh, airson 70% SOC, is dòcha nach bi cuairtean goirid taobh a-muigh ag adhbhrachadh ruith teirmeach idir. Is e sin, tha an cunnart bho lasadh cealla air a lughdachadh gu mòr, agus is e an suidheachadh as coltaiche dìreach obrachadh bhalbhaichean sàbhailteachd bataraidh lithium.
A bharrachd air an sin, bhon chlàr is urrainn dhuinn a cho-dhùnadh gu bheil àrdachadh teòthachd cas mar as trice aig LFP (lùb purpaidh) bataraidh, is e sin, bidh an ìre “blàthachaidh” a ’gluasad gu rèidh a-steach don ìre“ ruith teirmeach ”, agus seasmhachd tha an siostam seo airson cus cosgais a dhèanamh beagan nas miosa. Tha feart teasachaidh nas socair aig bataraidhean LMO, mar a chì sinn, nuair a bhios iad ag ath-lìonadh.
CUDROMACH: Nuair a thèid an siostam OSD a phiobrachadh, thèid an cealla ath-shuidheachadh gus seach-rathad. Mar sin, tha an bholtadh air an raca air a lughdachadh, ach tha e fhathast ag obair agus a ’toirt seachad comharra don t-siostam sgrùdaidh UPS tro shiostam BMS an raca fhèin. Ann an cùis siostam UPS clasaigeach le bataraidhean VRLA, faodaidh cuairt ghoirid no briseadh taobh a-staigh aon bhataraidh ann an sreang leantainn gu fàilligeadh an UPS gu h-iomlan agus call gnìomhachd uidheamachd IT.
Stèidhichte air na tha gu h-àrd, a thaobh cleachdadh fuasglaidhean lithium ann an UPS, tha na cunnartan a leanas fhathast buntainneach:
- Ruith teirmeach cealla no modal mar thoradh air cuairt ghoirid bhon taobh a-muigh - grunn ìrean dìon.
- Ruith teirmeach cealla no modal mar thoradh air dìth bataraidh a-staigh - grunn ìrean dìon aig ìre cealla no modal.
- Overcharge - dìon le BMS a bharrachd air gach ìre de dhìon airson raca, modal, cealla.
- Chan eil milleadh meacanaigeach buntainneach don chùis againn, tha cunnart an tachartais glè bheag.
- Overheating an raca agus a h-uile bataraidhean (modalan, ceallan). Neo-èiginneach suas gu 70-90 ceum. Ma tha an teòthachd ann an seòmar stàlaidh UPS ag èirigh os cionn nan luachan sin, tha e a 'ciallachadh gu bheil teine san togalach. Fo chumhachan obrachaidh ionad dàta àbhaisteach, tha an cunnart bho thachartas glè bheag.
- Beatha bataraidh nas ìsle aig teòthachd àrd an t-seòmair - tha obrachadh fad-ùine aig teòthachd suas ri 40 ceum ceadaichte gun lùghdachadh follaiseach ann am beatha bataraidh. Tha bataraidhean luaidhe gu math mothachail air àrdachadh teòthachd sam bith agus lughdaichidh iad am beatha a tha air fhàgail a rèir àrdachadh teòthachd.
Bheir sinn sùil air clàr-sruth de chunnart tubaistean le bataraidhean lithium-ion anns an ionad dàta againn, cùis cleachdadh seòmar frithealaiche. Dèanamaid beagan nas sìmplidhe air an diagram, oir bidh lithium UPSs air an obrachadh ann an suidheachaidhean air leth freagarrach, ma nì sinn coimeas eadar suidheachaidhean obrachaidh bataraidhean san inneal agad, fòn.
CO-DHÙNADH: Tha ìre dìon gu leòr aig bataraidhean lithium sònraichte airson ionad dàta agus seòmar frithealaidh UPSs an aghaidh suidheachaidhean èiginneach, agus ann am fuasgladh coileanta, tha àireamh mhòr de ìrean dìon eadar-dhealaichte agus còrr air còig bliadhna de eòlas ann a bhith ag obrachadh nam fuasglaidhean sin a’ toirt cothrom dhuinn bruidhinn air ìre àrd de shàbhailteachd teicneòlasan ùra. Am measg rudan eile, cha bu chòir dhuinn dìochuimhneachadh gu bheil obrachadh bataraidhean lithium san roinn againn a’ coimhead coltach ri suidheachaidhean “taigh-glainne” airson teicneòlasan Li-Ion: eu-coltach ris an fhòn-smart agad nad phòcaid, cha leig duine às am bataraidh san ionad dàta, cus teas, sgaoileadh. gach latha, cleachd gu gnìomhach ann am modh bufair.
Gheibh thu a-mach barrachd mion-fhiosrachaidh agus bruidhinn air fuasgladh sònraichte a’ cleachdadh bataraidhean lithium-ion airson an t-seòmar frithealaidh no an ionad dàta agad le bhith a’ cur iarrtas air post-d , no le bhith a’ cur iarrtas air làrach-lìn a’ chompanaidh .
TEICNEÒLAS FOSGAILTE - fuasglaidhean coileanta earbsach bho stiùirichean an t-saoghail, air an atharrachadh gu sònraichte a rèir na h-amasan agus na h-amasan agad.
Author: Kulikov Oleg
Prìomh innleadair dealbhaidh
Roinn Fuasglaidh Amalachaidh
Companaidh Teicneòlas Fosgailte
Chan fhaod ach luchd-cleachdaidh clàraichte pàirt a ghabhail san sgrùdadh. , mas e do thoil e.
Dè do bheachd air sàbhailteachd agus iomchaidheachd fhuasglaidhean gnìomhachais stèidhichte air teicneòlasan Li-Ion?
-
16,2%Cunnartach, fèin-lasadh, cha chuireadh ann an suidheachadh sam bith anns an t-seòmar-frithealaidh agam e.11
-
10,3%Chan eil ùidh agam ann an seo, agus mar sin bidh sinn ag atharrachadh bataraidhean clasaigeach bho àm gu àm, agus tha a h-uile dad ceart gu leòr
-
16,2%Feumaidh sinn smaoineachadh am faodadh e a bhith sàbhailte agus gealltanach.11
-
23,5%inntinneach, seallaidh mi a-steach do na cothroman.16
-
13,2%Ùidh! Tasgadh aon uair - agus na biodh eagal ort faighinn thairis air an ionad dàta gu lèir air sgàth fàilligeadh aon bataraidh luaidhe.9
-
20,6%Inntinneach! Tha na buannachdan fada nas àirde na na h-eas-bhuannachdan agus na cunnartan.14
Bhòt 68 neach-cleachdaidh. Sheall 25 neach-cleachdaidh.
Source: www.habr.com