Сайн байна уу, найзууд!
Нийтлэл нийтлэгдсэний дараа Сервер болон дата төвүүдэд Li-Ion шийдлүүдийн аюулын талаар олон санал шүүмжлэл гарсан. Тиймээс, өнөөдөр бид UPS-ийн үйлдвэрлэлийн лити шийдэл болон таны гаджет дахь батерейны хооронд ямар ялгаа байгааг, серверийн өрөөний батерейны ашиглалтын нөхцөл хэрхэн ялгаатай, Li-Ion утасны батарей яагаад ажиллахгүй байгааг олж мэдэхийг хичээх болно. 2-3 жилээс илүү, дата төвд энэ үзүүлэлт 10 ба түүнээс дээш жил хүртэл өснө. Дата төв/серверийн өрөөнд литийн гал гарах эрсдэл яагаад хамгийн бага байдаг вэ?
Тиймээ, эрчим хүч хадгалах төхөөрөмжийн төрлөөс үл хамааран UPS батерейтай холбоотой осол гарах боломжтой боловч үйлдвэрлэлийн литийн уусмалын "галын аюул" гэсэн домог үнэн биш юм.
Эцсийн эцэст олон хүн үүнийг харсан хурдны зам дээр явж байгаа машинд лити зайтай? Ингээд харцгаая, ойлгоцгооё, харьцуулцгаая...
Утасны батерейг хяналтгүй өөрөө халаах, дулааны урсгах ердийн тохиолдлыг бид эндээс харж байгаа бөгөөд энэ нь ийм осолд хүргэсэн юм. Та хэлэх болно: ЭНД! Энэ бол зүгээр л утас, серверийн өрөөнд галзуу хүн л ийм зүйл хийх болно!
Энэ материалыг судалсны дараа уншигч энэ асуудлын талаархи үзэл бодлоо өөрчилнө гэдэгт би итгэлтэй байна.
Дата төвийн зах зээлийн өнөөгийн байдал
Дата төв барих нь урт хугацааны хөрөнгө оруулалт гэдэг нь нууц биш. Зөвхөн инженерийн тоног төхөөрөмжийн үнэ нь бүх хөрөнгийн зардлын 50% байж болно. Эргэн төлөгдөх хугацаа нь ойролцоогоор 10-15 жил байна. Мэдээжийн хэрэг, мэдээллийн төвийн бүхэл бүтэн амьдралын туршид өмчлөлийн нийт өртгийг бууруулах, үүнтэй зэрэгцэн авсаархан инженерийн тоног төхөөрөмж, ачаалалд аль болох их зай гаргах хүсэл эрмэлзэлтэй байдаг.
Оновчтой шийдэл бол галын аюул, буруу цэнэглэх, цэнэглэх алгоритм хэлбэрээр "хүүхдийн өвчнөөс" ангижирч, олон тооны хамгаалалтын механизмтай болсон Li-Ion батерей дээр суурилсан үйлдвэрлэлийн UPS-ийн шинэ давталт юм.
Тооцоолох болон сүлжээний тоног төхөөрөмжийн хүчин чадал нэмэгдэхийн хэрээр UPS-ийн эрэлт хэрэгцээ нэмэгдэж байна. Үүний зэрэгцээ дизель генераторыг ашиглах / ашиглах боломжтой тохиолдолд төвлөрсөн эрчим хүчний хангамжид асуудал гарсан ба/эсвэл нөөц тэжээлийн эх үүсвэрийг эхлүүлэхэд гэмтэл гарсан тохиолдолд батерейны ашиглалтын хугацаа нэмэгддэг.
Бидний бодлоор хоёр үндсэн шалтгаан бий.
- Боловсруулсан, дамжуулсан мэдээллийн эзлэхүүний хурдацтай өсөлт
Жишээ нь, аль нь
хадгалах, боловсруулах шаардлагатай. - Цахилгаан эрчим хүчний хэрэглээний динамикийн өсөлт. Мэдээллийн технологийн тоног төхөөрөмжийн эрчим хүчний хэрэглээг бууруулах ерөнхий чиг хандлагыг үл харгалзан электрон эд ангиудын эрчим хүчний тодорхой зарцуулалтыг бууруулж байна.
Зөвхөн нэг үйлдлийн дата төвийн эрчим хүчний хэрэглээний график
Манай улсын дата төвийн зах зээлийн таамаглал ч мөн ийм хандлагатай байгааг харуулж байна.Сайтын мэдээлснээр, ашиглалтад оруулсан тавиурын нийт тоо 20 мянга гаруй байна.“Дата төвийн үйлчилгээ үзүүлэгч 20 том компанийн ашиглалтад оруулсан тавиурын тоо 2017 онд 3%-иар өсч 22,4 мянгад хүрсэн (1-р сарын 2017-ний өдрийн мэдээ, 2021)" гэж CNews Analytics тайланд дурджээ. Зөвлөх агентлагуудын мэдээлснээр 49 он гэхэд тавиурын зай XNUMX мянга болж нэмэгдэх төлөвтэй байна. Өөрөөр хэлбэл, хоёр жилийн дотор дата төвийн хүчин чадал хоёр дахин нэмэгдэх боломжтой. Энэ юутай холбоотой вэ? Юуны өмнө, мэдээллийн хэмжээ нэмэгдэхийн хэрээр: хадгалагдаж, боловсруулагдсан.
Үүлнээс гадна тоглогчид бүс нутагт дата төвийн хүчин чадлыг хөгжүүлэх нь өсөлтийн цэг гэж үздэг: эдгээр нь бизнесийг хөгжүүлэх нөөцтэй цорын ганц сегмент юм. IKS-Consulting-ийн мэдээлснээр 2016 онд бүс нутгууд зах зээлд санал болгож буй бүх нөөцийн дөнгөж 10% -ийг эзэлж байсан бол нийслэл болон Москва муж зах зээлийн 73%, Санкт-Петербург, Ленинград мужид 17% -ийг эзэлжээ. Бүс нутгуудад гэмтэл даах чадвар өндөртэй дата төвийн нөөцийн хомсдол байсаар байна.
2025 он гэхэд дэлхийн нийт мэдээллийн хэмжээ 10 онтой харьцуулахад 2016 дахин өсөх төлөвтэй байна.
Гэсэн хэдий ч литий нь сервер эсвэл дата төвийн UPS-д хэр аюулгүй вэ?
Сул тал: Li-Ion уусмалын өртөг өндөр.
Лити-ион батерейны үнэ стандарт шийдэлтэй харьцуулахад өндөр хэвээр байна. SE-ийн тооцоолсноор, Li-Ion уусмалын хувьд 100 кВА-аас дээш хүчин чадалтай UPS-ийн анхны өртөг нь 1,5 дахин их байх боловч эцсийн эцэст өмчлөлийн хэмнэлт нь 30-50% байх болно. Хэрэв бид бусад орны цэрэг-аж үйлдвэрийн цогцолбортой харьцуулж үзвэл, энэ нь хөөргөх тухай мэдээ юм. Li-Ion батерейтай. Ихэнхдээ лити төмрийн фосфатын батерейг (зураг дээрх LFP) харьцангуй хямд, аюулгүй байдлаас шалтгаалан ийм шийдэлд ашигладаг.
Уг нийтлэлд шумбагч онгоцны шинэ батерейнд 100 сая доллар зарцуулсан гэж дурьдсан тул үүнийг өөр үнэ цэнэ болгон хөрвүүлэхийг хичээцгээе...4,2 мянган тонн нь Японы шумбагч онгоцны усан доорх нүүлгэн шилжүүлэлт юм. Гадаргуугийн шилжилт - 2,95 мянган тонн. Дүрмээр бол завины жингийн 20-25% нь батерейгаас бүрддэг. Эндээс бид ойролцоогоор 740 тонн хар тугалганы хүчлийн батерейг авдаг. Цаашилбал: литийн масс нь хар тугалганы хүчлийн батерейны 1/3 орчим -> 246 тонн лити юм. Li-Ion-ийн хувьд 70 кВт/кг-д бид ойролцоогоор 17 МВт/цаг зайны массивын хүчийг авдаг. Мөн батерейны массын ялгаа нь ойролцоогоор 495 тонн байна ... Энд бид тооцдоггүй , нэг шумбагч онгоцонд 14,5 тонн мөнгө шаардагдах бөгөөд хар тугалганы хүчлийн батерейгаас 4 дахин их өртөгтэй. Li-Ion батерей нь уусмалын хүчнээс хамааран одоо VRLA-аас ердөө 1,5-2 дахин үнэтэй болсныг сануулъя.
Япончууд яах вэ? Тэд "завийг 700 тонноор хөнгөвчлөх" нь түүний далайд тэсвэртэй байдал, тогтвортой байдалд өөрчлөлт оруулдаг гэдгийг хэтэрхий оройтсон санаж байсан ... Завины жингийн хуваарилалтыг буцаахын тулд тэд онгоцонд зэвсэг нэмэх шаардлагатай болсон байх.
Лити-ион батерейнууд нь хар тугалганы хүчлийн батерейгаас бага жинтэй тул тогтворжуулагч, тогтвортой байдлыг хадгалахын тулд Сорю ангиллын шумбагч онгоцны загварыг бага зэрэг өөрчлөх шаардлагатай болсон.
Японд GS Yuasa үйлдвэрлэсэн лити-никель-кобальт-хөнгөн цагаан исэл (NCA) болон Toshiba корпорацийн үйлдвэрлэсэн лити титанат (LTO) гэсэн хоёр төрлийн лити-ион батерейг бүтээж, ашиглалтын байдалд оруулсан. Японы тэнгисийн цэргийн хүчин NCA батерейг ашиглах бол Австралид саяхан болсон тендерээр Сорю зэрэглэлийн шумбагч онгоцонд ашиглах LTO батерейг санал болгосон гэж Кобаяши мэдэгдэв.
Мандах нарны оронд аюулгүй байдалд хүндэтгэлтэй ханддагийг мэдсэнээр бид литийн аюулгүй байдлын асуудлыг шийдэж, туршиж, баталгаажуулсан гэж үзэж болно.
Эрсдэл: галын аюул.
Эдгээр шийдлүүдийн аюулгүй байдлын талаар огт өөр үзэл бодол байдаг тул бид нийтлэлийн зорилгыг эндээс олж мэдэх болно. Гэхдээ энэ бүхэн риторик боловч үйлдвэрлэлийн тодорхой шийдлүүдийн талаар юу хэлэх вэ?
Аюулгүй байдлын асуудлыг бид өмнө нь хэлэлцсэн , гэхдээ энэ асуудалд дахин анхаарлаа хандуулцгаая. Samsung SDI-ийн үйлдвэрлэсэн, Schneider Electric UPS-ийн нэг хэсэг болгон ашигладаг батерейны модуль болон LMO/NMC эсийн хамгаалалтын түвшинг шалгасан зураг руу орцгооё.
Хэрэглэгчийн нийтлэлд химийн процессуудын талаар ярилцсан . Өөрийнхөө тохиолдлын хувьд болзошгүй эрсдэлүүдийг ойлгож, тэдгээрийг Galaxy VM дээр суурилсан цогц шийдлийн нэг хэсэг болох G Type G Li-Ion бэлэн тавиурын салшгүй хэсэг болох Samsung SDI эсийн олон түвшний хамгаалалттай харьцуулахыг хичээцгээе. .
Лити-ион эс дэх гал түймрийн эрсдэл ба шалтгаануудын ерөнхий схемээс эхэлье.
Спойлерын доор та лити-ион батерейны галын эрсдэл, үйл явцын физикийн онолын асуудлыг судлах боломжтой.Лити-ион эсийн галын эрсдэл ба шалтгаануудын (аюулгүй байдлын аюул) анхны блок диаграмм. 2018 жил.
Лити-ион эсийн химийн бүтцээс хамааран эсийн дулааны шинж чанарт ялгаатай байдаг тул энд бид лити-никель-кобальт-хөнгөн цагаан эсийн (LiNiCoAIO2 дээр үндэслэсэн) нийтлэлд тайлбарласан процессыг авч үзэх болно. эсвэл NCA.
Эс дотор осол гарах үйл явцыг гурван үе шатанд хувааж болно.
- 1-р үе шат (Эхлэх). Температурын өсөлтийн градиент минутанд 0,2 хэмээс хэтрэхгүй, эсийн температур өөрөө эсийн химийн бүтцээс хамаарч 130-200 хэмээс хэтрэхгүй үед эсийн хэвийн үйл ажиллагаа;
- 2-р шат, дулаарах (хурдатгал). Энэ үе шатанд температур нэмэгдэж, температурын градиент хурдацтай нэмэгдэж, дулааны энерги идэвхтэй ялгардаг. Ерөнхийдөө энэ үйл явц нь хийн ялгаралт дагалддаг. Хэт их хийн ялгаруулалтыг аюулгүйн хавхлага ажиллуулах замаар нөхөх ёстой;
- 3-р шат, дулааны гүйлтийн зам (Runaway). Батерейг 180-200 градусаас дээш халаана. Энэ тохиолдолд катодын материал нь диспропорциональ урвалд орж, хүчилтөрөгчийг ялгаруулдаг. Энэ нь шатамхай хий нь хүчилтөрөгчтэй холилдож, аяндаа шатах шалтгаан болох тул дулааны гүйлтийн түвшин юм. Гэсэн хэдий ч зарим тохиолдолд энэ үйл явцыг хянаж, уншиж болно - гадны хүчин зүйлийн горим өөрчлөгдөхөд дулааны гүйлт нь зарим тохиолдолд хүрээлэн буй орон зайд үхлийн үр дагаваргүйгээр зогсдог. Эдгээр үйл явдлын дараа литийн эсийн ашиглалт, гүйцэтгэлийг тооцохгүй.
Дулааны гүйлтийн температур нь эсийн хэмжээ, эсийн дизайн, материалаас хамаарна. Дулааны гүйлтийн температур нь Цельсийн 130-аас 200 градусын хооронд хэлбэлзэж болно. Дулааны гүйлтийн хугацаа өөр өөр байж болох бөгөөд хэдэн минут, цаг, өдөр хүртэл хэлбэлзэж болно ...
Лити-ион UPS-ийн LMO/NMC төрлийн эсүүдийн талаар юу хэлэх вэ?
– Анодыг электролиттэй шүргэхээс сэргийлэхийн тулд керамик давхаргыг эсийн (SFL) нэг хэсэг болгон ашигладаг. Цельсийн 130 хэмд литийн ионуудын хөдөлгөөнийг хаадаг.
– Хамгаалалтын агааржуулалтын хавхлагаас гадна хэт цэнэглэх төхөөрөмж (OSD) хамгаалалтын системийг ашигладаг бөгөөд энэ нь дотоод гал хамгаалагчтай хамт ажиллаж, гэмтсэн эсийг унтрааж, дулааны гүйлтийн процессыг аюултай түвшинд хүрэхээс сэргийлдэг. Нэмж дурдахад дотоод OSD систем нь даралт нь 3,5 кгс / см2 хүрэх үед, өөрөөр хэлбэл эсийн аюулгүйн хавхлагын хариу даралтаас хоёр дахин бага байх үед ажиллах болно.
Дашрамд хэлэхэд, гал хамгаалагч нь 2500 А-аас дээш гүйдлээр 2 секундээс илүүгүй хугацаанд ажиллах болно. Температурын градиент 10 градус С / мин-ийн уншилтанд хүрнэ гэж үзье. 10 секундын дараа эс нь overclocking горимд байхдаа температурыг ойролцоогоор 1,7 градусаар нэмэх боломжтой болно.
– Цэнэглэх горимд байгаа үүрэн дэх гурван давхаргат тусгаарлагч нь литийн ионуудын эсийн анод руу шилжих шилжилтийг зогсооно. Блоклох температур нь Цельсийн 250 градус байна.
Одоо бид эсийн температуртай юу болохыг харцгаая; Эсийн түвшинд янз бүрийн төрлийн хамгаалалтууд ямар үе шатанд идэвхжиж байгааг харьцуулцгаая.
— OSD систем – 3,5+-0,1 кгс/см2 <= гадаад даралт
Хэт гүйдлийн эсрэг нэмэлт хамгаалалт.
— аюулгүйн хавхлага 7,0+-1,0 кгс/см2 <= гадаад даралт
- үүрэн доторх гал хамгаалагч 2А-д 2500 секунд (хэт гүйдлийн горим)
Эсийн дулааны гүйлтийн эрсдэл нь эсийн цэнэгийн зэрэг/түвшнээс шууд хамаардаг тул дэлгэрэнгүй мэдээллийг эндээс үзнэ үү...Дулааны гүйлтийн эрсдэлийн хүрээнд эсийн цэнэгийн түвшний нөлөөг авч үзье. Эсийн температур ба SOC параметрийн (Цэнэглэх байдал, батерейны цэнэгийн зэрэг) хоорондын хамаарлын хүснэгтийг авч үзье.
Зайны цэнэгийн түвшинг хувиар хэмждэг бөгөөд нийт цэнэгийн хэдэн хувь нь зайнд хадгалагдаж байгааг харуулдаг. Энэ тохиолдолд бид зайгаа цэнэглэх горимыг авч үзэж байна. Лити эсийн химийн найрлагаас хамааран батерей нь хэт цэнэглэгдсэн үед өөр өөр үйлдэл хийж, дулааны гүйдэлд өртөмтгий байдаг гэж дүгнэж болно. Энэ нь янз бүрийн төрлийн Li-Ion эсийн өөр өөр хүчин чадалтай (A*h/gram) холбоотой юм. Эсийн багтаамж их байх тусам дахин цэнэглэх үед дулаан ялгарах нь илүү хурдан байдаг.
Нэмж дурдахад, 100% SOC үед гадаад богино холболт нь ихэвчлэн эсийн дулааны гүйдэл үүсгэдэг. Нөгөөтэйгүүр, эсийн 80% SOC байх үед эсийн хамгийн их дулааны гүйлтийн температур дээшээ шилждэг. Эс нь онцгой байдлын нөхцөлд илүү тэсвэртэй болдог.
Эцэст нь хэлэхэд, 70% SOC-ийн хувьд гадаад богино холболт нь дулааны гүйдэлд хүргэдэггүй. Өөрөөр хэлбэл, эсийн гал асаах эрсдэл мэдэгдэхүйц буурч, хамгийн их магадлалтай хувилбар нь зөвхөн лити батерейны аюулгүйн хавхлагын ажиллагаа юм.
Нэмж дурдахад, хүснэгтээс харахад батерейны LFP (ягаан муруй) нь ихэвчлэн огцом температурын өсөлттэй байдаг, өөрөөр хэлбэл "дулаацах" үе шат нь "дулааны гүйлтийн" үе шат руу жигд шилждэг бөгөөд тогтвортой байдал нь тогтмол байдаг гэж бид дүгнэж болно. хэт цэнэглэх систем нь арай муу юм. Бидний харж байгаагаар LMO батерей нь цэнэглэх үед илүү зөөлөн халаах шинж чанартай байдаг.
ЧУХАЛ: OSD системийг асаахад нүдийг тойрч гарахаар тохируулна. Тиймээс тавиур дээрх хүчдэл буурч байгаа боловч энэ нь ажиллаж байгаа хэвээр байгаа бөгөөд тавиурын BMS системээр дамжуулан UPS хяналтын системд дохио өгдөг. VRLA батерей бүхий сонгодог UPS системийн хувьд нэг батерей доторх богино холболт эсвэл эвдрэл нь UPS бүхэлдээ доголдож, мэдээллийн технологийн тоног төхөөрөмжийн ажиллагаа алдагдахад хүргэдэг.
Дээр дурдсан зүйлс дээр үндэслэн UPS-д литийн уусмалыг ашиглах тохиолдолд дараахь эрсдэлүүд хамааралтай хэвээр байна.
- Гаднах богино холболтын үр дүнд эс эсвэл модулийн дулааны гүйлт - хэд хэдэн түвшний хамгаалалт.
- Дотоод батерейны эвдрэлийн үр дүнд үүр эсвэл модулийн дулааны гүйлт - үүр эсвэл модулийн түвшинд хэд хэдэн түвшний хамгаалалт.
- Хэт цэнэглэлт - BMS-ийн хамгаалалт ба тавиур, модуль, үүрний бүх түвшний хамгаалалт.
- Механик гэмтэл нь манай тохиолдолд хамааралгүй, үйл явдлын эрсдэл бага байна.
- Тавиур болон бүх батерейны хэт халалт (модулиуд, эсүүд). 70-90 градус хүртэл шүүмжлэлтэй байдаггүй. Хэрэв UPS суурилуулах өрөөний температур эдгээр утгуудаас дээш байвал барилгад гал гарч байна гэсэн үг юм. Дата төвийн үйл ажиллагааны хэвийн нөхцөлд аливаа үйл явдлын эрсдэл маш бага байдаг.
- Өрөөний өндөр температурт батерейны ашиглалтын хугацаа буурсан - батерейны ашиглалтын хугацаа мэдэгдэхүйц буурахгүйгээр 40 градус хүртэл температурт удаан хугацаагаар ажиллахыг зөвшөөрдөг. Хар тугалгатай батерей нь температурын аливаа өсөлтөд маш мэдрэмтгий байдаг бөгөөд температурын өсөлттэй пропорциональ үлдсэн хугацааг бууруулдаг.
Манай дата төв, серверийн өрөөний ашиглалтын тохиолдол дахь лити-ион батерейны ослын эрсдэлийн схемийг харцгаая. Диаграммыг бага зэрэг хялбаршуулж үзье, учир нь литийн UPS нь таны төхөөрөмж, утасны батерейны ашиглалтын нөхцлийг харьцуулж үзвэл хамгийн тохиромжтой нөхцөлд ажиллах болно.
ДҮГНЭЛТ: Дата төв болон серверийн өрөөний UPS-д зориулсан тусгай лити батерейнууд нь яаралтай нөхцөл байдлын эсрэг хангалттай түвшний хамгаалалттай бөгөөд цогц шийдэлд олон тооны янз бүрийн хамгаалалт, эдгээр шийдлүүдийг ашиглах таваас дээш жилийн туршлага нь бидэнд ярих боломжийг олгодог. шинэ технологийн аюулгүй байдлын өндөр түвшин. Бусад зүйлсийн дотор манай салбарт литийн батерейны ажиллагаа нь Li-Ion технологийн хувьд "хүлэмжийн" нөхцөл мэт харагдаж байгааг мартаж болохгүй: таны халаасанд байгаа ухаалаг утаснаас ялгаатай нь хэн ч дата төвд зайгаа унагахгүй, хэт халах, цэнэггүй болгохгүй. өдөр бүр буфер горимд идэвхтэй ашиглаарай.
Та имэйлээр хүсэлт илгээх замаар серверийн өрөө эсвэл дата төвд зориулж лити-ион батерей ашиглан илүү дэлгэрэнгүй мэдээлэл авч, тодорхой шийдлийн талаар ярилцах боломжтой. , эсвэл компанийн вэбсайт дээр хүсэлт гаргах замаар .
НЭЭЛТТЭЙ ТЕХНОЛОГИ – Таны зорилго, зорилтод тусгайлан тохируулсан дэлхийн удирдагчдын найдвартай цогц шийдлүүд.
Зохиогч: Куликов Олег
Тэргүүлэх дизайнер инженер
Интеграцийн шийдлийн хэлтэс
Нээлттэй технологи компани
Зөвхөн бүртгэлтэй хэрэглэгчид санал асуулгад оролцох боломжтой. , гуйя.
Li-Ion технологид суурилсан үйлдвэрлэлийн шийдлүүдийн аюулгүй байдал, хэрэглээний талаар та ямар бодолтой байна вэ?
-
16,2%Аюултай, өөрөө шатдаг, ямар ч тохиолдолд би үүнийг серверийн өрөөндөө оруулахгүй.11
-
10,3%Би үүнийг сонирхохгүй байгаа тул бид сонгодог батерейгаа үе үе сольж, бүх зүйл хэвийн байна.7
-
16,2%Аюулгүй, ирээдүйтэй байж болох уу гэдгийг бодох хэрэгтэй.11
-
23,5%Сонирхолтой нь, би боломжуудыг судалъя.16
-
13,2%Сонирхож байна! Нэг удаа хөрөнгө оруулаарай - нэг хар тугалганы батерейны доголдолоос болж дата төвийг бүхэлд нь дарахаас бүү ай.9
-
20,6%Сонирхолтой! давуу тал нь сул тал болон эрсдэлээс хавьгүй илүү.14
68 хэрэглэгч санал өгсөн. 25 хэрэглэгч түдгэлзсэн.
Эх сурвалж: www.habr.com