Halo, babaturan!
Sanggeus publikasi artikel Aya seueur koméntar ngeunaan bahaya solusi Li-Ion pikeun server sareng pusat data. Kukituna, ayeuna urang bakal nyobian terang naon bédana antara solusi litium industri pikeun UPS sareng batré dina gadget anjeun, kumaha kaayaan operasi batré di kamar server béda, naha dina telepon Li-Ion batréna henteu tahan. leuwih ti 2-3 taun, sarta dina puseur data inohong ieu bakal ningkat kana 10 atawa leuwih taun. Naha resiko seuneu litium di puseur data / kamar server anu minimal.
Leres, kacilakaan sareng batré UPS tiasa waé henteu paduli jinis alat panyimpen énergi, tapi mitos ngeunaan "bahaya seuneu" tina solusi litium industri henteu leres.
Barina ogé, loba geus katempo éta kalawan batré litium dina mobil pindah di jalan raya? Janten, hayu urang tingali, terangkeun, bandingkeun ...
Di dieu urang ningali hiji kasus has uncontrolled timer pemanasan, runaway termal tina batré telepon, nu ngarah ka kajadian kitu. Anjeun bakal nyarios: IEUH! Ieu ngan telepon, ngan hiji jalma gélo bakal nempatkeun hal kawas éta di kamar server!
Kuring yakin yén sanggeus diajar bahan ieu, pamaca bakal ngarobah sudut pandang-Na dina masalah ieu.
Kaayaan ayeuna di pasar pusat data
Henteu aya rahasia yén ngawangun pusat data mangrupikeun investasi jangka panjang. Harga alat-alat rékayasa nyalira tiasa 50% tina biaya sadaya biaya modal. Cakrawala payback kira-kira 10-15 taun. Alami, aya kahayang pikeun ngurangan total biaya kapamilikan sapanjang sakabéh siklus kahirupan puseur data, sarta dina waktos anu sareng alat rékayasa kompak, freeing up salaku loba spasi mungkin pikeun payload nu.
Solusi optimal nyaéta iteration anyar tina UPS industri dumasar kana batré Li-Ion, nu geus lila meunang leupas tina "panyakit budak leutik" dina bentuk hazards seuneu, algoritma muatan-ngaleupaskeun lepat, sarta geus kaala massa mékanisme pelindung.
Kalayan paningkatan kapasitas komputasi sareng alat jaringan, paménta pikeun UPS naék. Dina waktos anu sami, sarat pikeun umur batre ningkat upami aya masalah sareng catu daya terpusat sareng / atanapi gagal nalika ngamimitian sumber listrik cadangan dina kasus panggunaan / kasadiaan set generator solar.
Dina pamadegan urang, aya dua alesan utama:
- Tumuwuhna gancang dina volume inpormasi anu diolah sareng dikirimkeun
Contona, kang
perlu disimpen jeung diolah. - Tumuwuh dina dinamika konsumsi énérgi listrik. Sanajan trend umum ngurangan pamakean énérgi pakakas IT, ngurangan konsumsi énergi husus komponén éléktronik.
Grafik konsumsi énergi ngan hiji puseur data operasi
Tren anu sami ditingalikeun ku ramalan pasar pusat data di nagara urang.Numutkeun ramatloka, Jumlah total spasi rak nu dioperasikeun leuwih ti 20 sarébu. "Jumlah spasi rak nempatkeun kana operasi ku 20 panyadia ladenan puseur data panggedena di 2017 ngaronjat ku 3% sarta ngahontal 22,4 sarébu (data ti 1 Oktober. 2017), "- nyebutkeun laporan CNews Analytics. Numutkeun agénsi konsultan, ku 2021 jumlah spasi rak diperkirakeun ningkat kana 49 rébu. Hartina, dina dua taun kapasitas sabenerna puseur data bisa ganda. Naon hubunganana ieu? Anu mimiti, ku kanaékan volume inpormasi: duanana disimpen sareng diolah.
Salian awan, pamaén nganggap pamekaran kapasitas pusat data di daérah janten titik pertumbuhan: aranjeunna mangrupikeun hiji-hijina bagean dimana aya cadangan pikeun pangembangan bisnis. Numutkeun IKS-Consulting, dina 2016, wewengkon accounted pikeun ukur 10% sadaya sumberdaya ditawarkeun dina pasaran, sedengkeun ibukota jeung wewengkon Moscow nempatan 73% tina pasar, sarta St Petersburg jeung wewengkon Leningrad - 17%. Di daérah-daérah, terus aya kakurangan sumber daya pusat data kalayan tingkat kasabaran kasalahan anu luhur.
Ku 2025, jumlah total data di dunya diperkirakeun ningkat 10 kali dibandingkeun sareng 2016.
Masih, kumaha aman litium pikeun server atanapi pusat data UPS?
Kakurangan: biaya tinggi solusi Li-Ion.
Harga batré litium-ion masih luhur dibandingkeun sareng solusi standar. Numutkeun perkiraan SE, biaya awal pikeun UPS-daya luhur leuwih 100 kVA pikeun solusi Li-Ion bakal 1,5 kali leuwih luhur, tapi pamustunganana tabungan dina kapamilikan bakal 30-50%. Upami urang ngabandingkeun sareng kompleks militér-industri nagara-nagara sanés, maka ieu mangrupikeun warta ngeunaan peluncuran éta kalawan batré Li-Ion. Cukup sering, batré litium beusi fosfat (LFP dina poto) dianggo dina solusi sapertos kitu kusabab murahna relatif sareng kaamanan anu langkung ageung.
Tulisan éta nyebatkeun yén $ 100 juta diséépkeun pikeun batré énggal pikeun kapal selam, hayu urang cobian ngarobih kana nilai anu sanés ...4,2 rébu ton nyaéta kapindahan jero cai tina kapal selam Jepang. kapindahan permukaan - 2,95 rébu ton. Sakumaha aturan, 20-25% tina beurat kapal diwangun ku batré. Ti dieu urang nyandak kira 740 ton - accu lead-asam. Salajengna: massa litium kira-kira 1/3 tina batré asam timbal -> 246 ton litium. Dina 70 kWh/kg pikeun Li-Ion urang meunang kurang leuwih 17 MWh daya arrays batré. Jeung bédana dina massa batré kira 495 ton... Di dieu urang teu tumut kana akun , nu merlukeun 14,5 ton pérak per kapal selam, sarta hargana 4 kali leuwih ti accu timbal-asam. Hayu atuh ngingetan yén batré Li-Ion ayeuna ngan 1,5-2 kali leuwih mahal ti VRLA, gumantung kana kakuatan solusi.
Kumaha upami urang Jepang? Aranjeunna inget telat yén "lightening parahu" ku 700 ton merlukeun parobahan dina seaworthiness na stabilitas ... Éta meureun kapaksa nambahkeun pakarang dina dewan dina urutan mulangkeun distribusi beurat desain parahu.
Batré litium-ion ogé beuratna langkung handap tina batré asam timbal, janten desain kapal selam kelas Soryu kedah didesain deui pikeun ngajaga ballast sareng stabilitas.
Di Jepang, dua jinis batré litium-ion parantos diciptakeun sareng dibawa ka kaayaan operasional: litium-nikel-kobalt-aluminium-oksida (NCA) anu diproduksi ku GS Yuasa sareng litium titanate (LTO) anu diproduksi ku Toshiba Corporation. Angkatan laut Jepang bakal nganggo batré NCA, sedengkeun Australia ditawarkeun batré LTO pikeun dianggo dina kapal selam kelas Soryu dina tender panganyarna, nurutkeun Kobayashi.
Nyaho sikep reverent kana kaamanan di Land of the Rising Sun, urang tiasa nganggap yén masalah kaamanan litium parantos direngsekeun, diuji sareng disertipikasi.
Résiko: bahaya seuneu.
Ieu dimana urang bakal terang tujuan publikasi, sabab aya pendapat anu diametrically sabalikna ngeunaan kasalametan solusi ieu. Tapi ieu sadayana retorika, tapi kumaha upami solusi industri khusus?
Kami parantos ngabahas masalah kaamanan di urang , Tapi hayu urang Huni on masalah ieu deui. Hayu urang giliran inohong, nu nalungtik tingkat panyalindungan modul jeung sél LMO / NMC batréna dijieun ku Samsung SDI sarta dipaké salaku bagian tina UPS Schneider Electric.
Prosés kimiawi dibahas dina artikel pamaké . Hayu urang cobian ngartos kamungkinan kamungkinan dina kasus khusus urang sareng ngabandingkeunana sareng panyalindungan multi-tingkat dina sél Samsung SDI, anu mangrupikeun bagian integral tina rak Li-Ion Tipe G anu siap janten bagian tina solusi komprehensif dumasar kana Galaxy VM .
Hayu urang mimitian ku bagan alur kasus umum ngeunaan résiko sareng nyababkeun kahuruan dina sél litium-ion.
Dina spoiler anjeun tiasa diajar masalah téoritis ngeunaan résiko seuneu batré litium-ion sareng fisika prosés.Diagram blok awal résiko sareng nyababkeun seuneu (Hazard Kaamanan) sél litium-ion tina taun 2018.
Kusabab gumantung kana struktur kimia sél litium-ion aya béda dina ciri runaway termal sél, didieu urang bakal difokuskeun prosés dijelaskeun dina artikel dina sél litium-nikel-kobalt-aluminium (dumasar kana LiNiCoAIO2). atanapi NCA.
Prosés ngembangkeun kacilakaan dina sél bisa dibagi kana tilu tahap:
- tahap 1 (Awitan). Operasi normal sél nalika gradién kanaékan suhu henteu ngaleuwihan 0,2 darajat Celsius per menit, sareng suhu sél sorangan henteu langkung ti 130-200 darajat Celsius, gumantung kana struktur kimia sél;
- tahap 2, pemanasan nepi (Akselerasi). Dina tahap ieu, suhu naék, gradién suhu gancang ningkat, sareng énergi termal aktip dileupaskeun. Sacara umum, prosés ieu dibarengan ku sékrési gas. Évolusi gas kaleuleuwihan kudu dibales ku operasi klep kaamanan;
- tahap 3, runaway termal (Rawayy). Panas batré leuwih 180-200 derajat. Dina hal ieu, bahan katoda asup kana réaksi disproportionation sarta ngaleupaskeun oksigén. Ieu tingkat runaway termal, sabab dina hal ieu bisa lumangsung campuran gas kaduruk jeung oksigén, nu bakal ngabalukarkeun durukan spontan. Sanajan kitu, prosés ieu dina sababaraha kasus bisa dikawasa, baca - nalika rezim faktor éksternal robah, runaway termal dina sababaraha kasus eureun tanpa konsékuansi fatal pikeun spasi sabudeureun. Serviceability jeung kinerja sél litium sorangan sanggeus kajadian ieu teu dianggap.
Suhu runaway termal gumantung kana ukuran sél, desain sél, sareng bahan. Suhu runaway termal bisa rupa-rupa ti 130 nepi ka 200 darajat Celsius. Waktu runaway termal tiasa rupa-rupa sareng rupa-rupa ti menit, jam atanapi bahkan dinten ...
Kumaha upami sél jinis LMO / NMC dina UPS litium-ion?
- Pikeun nyegah kontak anoda sareng éléktrolit, lapisan keramik dianggo salaku bagian tina sél (SFL). Gerakan ion litium diblokir dina 130 darajat Celsius.
- Salian klep ventilasi pelindung, sistem panyalindungan Over Charge Device (OSD) dianggo, anu dianggo babarengan sareng sekering internal sareng mareuman sél anu ruksak, nyegah prosés runaway termal ngahontal tingkat bahaya. Leuwih ti éta, sistem OSD internal bakal micu saméméhna, nalika tekanan ngahontal 3,5 kgf / cm2, nyaeta, satengah kirang ti tekanan respon klep kaamanan sél urang.
Ku jalan kitu, sekering sél bakal beroperasi dina arus luhur 2500 A teu leuwih ti 2 detik. Hayu urang nganggap yén gradién suhu ngahontal bacaan 10 derajat C / mnt. Dina 10 detik, sél bakal boga waktu pikeun nambahkeun ngeunaan 1,7 derajat ka suhu na bari dina mode overclocking.
- Pemisah tilu lapis dina sél dina modeu ngecas bakal ngahalangan transisi ion litium ka anoda sél. Suhu ngahalangan nyaéta 250 darajat Celsius.
Ayeuna hayu urang tingali naon anu urang gaduh sareng suhu sél; Hayu urang ngabandingkeun dina tahap naon tipena béda panyalindungan dipicu dina tingkat sél.
- Sistim OSD - 3,5 + -0,1 kgf / cm2 <= tekanan éksternal
panyalindungan tambahan ngalawan overcurrents.
- klep kaamanan 7,0 + -1,0 kgf / cm2 <= tekanan éksternal
- sekering di jero sél 2 detik dina 2500A (leuwih modeu ayeuna)
Résiko kabur termal sél langsung gumantung kana darajat / tingkat muatan sél, langkung rinci di dieu ...Hayu urang nganggap pangaruh tingkat muatan sél dina konteks resiko runaway termal. Hayu urang nganggap tabel susuratan antara suhu sél sareng parameter SOC (State of Charge, darajat muatan batré).
Tingkat ngeusi batre diukur sabagé perséntase sareng nunjukkeun sabaraha tina total muatan anu masih disimpen dina batré. Dina hal ieu, urang tempo mode ngecas batré. Bisa dicindekkeun yén gumantung kana kimia sél litium, batréna bisa kalakuanana béda lamun overcharged sarta boga karentanan béda mun runaway termal. Ieu alatan kapasitas spésifik béda (A*h/gram) tina tipena béda sél Li-Ion. Langkung ageung kapasitas spésifik sél, langkung gancang pelepasan panas nalika ngecas.
Salaku tambahan, dina 100% SOC, sirkuit pondok éksternal sering nyababkeun kabur termal sél. Di sisi séjén, nalika sél dina 80% SOC, suhu runaway termal maksimum sél pindah ka luhur. Sél janten langkung tahan kana kaayaan darurat.
Tungtungna, pikeun 70% SOC, sirkuit pondok éksternal moal ngakibatkeun runaway termal pisan. Nyaéta, résiko ignition sél diréduksi sacara signifikan, sareng skenario anu paling dipikaresep nyaéta ngan ukur operasi klep kaamanan batré litium.
Salaku tambahan, tina tabél urang tiasa nyimpulkeun yén LFP (kurva ungu) batré biasana ngagaduhan naékna suhu anu luhur, nyaéta, tahap "panas-panas" lancar transisi kana tahap "runaway termal", sareng stabilitas Sistim ieu mun overcharging rada parah. Batré LMO, sakumaha anu urang tingali, gaduh ciri pemanasan anu langkung lancar nalika ngecas.
PENTING: Nalika sistem OSD dipicu, sél direset ka bypass. Ku kituna, tegangan dina rak diréduksi, tapi tetep dina operasi sarta nyadiakeun sinyal ka sistem monitoring UPS ngaliwatan sistem BMS rak sorangan. Dina kasus sistem UPS klasik sareng batré VRLA, sirkuit pondok atanapi putus dina hiji batré dina senar tiasa nyababkeun gagalna UPS sacara gembleng sareng leungitna fungsionalitas alat IT.
Dumasar di luhur, pikeun kasus nganggo solusi litium dina UPS, résiko ieu tetep relevan:
- Thermal runaway sél atawa modul salaku hasil tina hiji sirkuit pondok éksternal - sababaraha tingkat panyalindungan.
- Thermal runaway tina sél atawa modul salaku hasil tina gangguan batré internal - sababaraha tingkat panyalindungan dina tingkat sél atawa modul.
- Overcharge - panyalindungan ku BMS tambah sagala tingkatan panyalindungan pikeun rak, modul, sél.
- Karuksakan mékanis henteu relevan pikeun kasus urang, résiko tina acara éta tiasa diabaikan.
- Overheating rak sareng sadaya batré (modul, sél). Teu kritis nepi ka 70-90 derajat. Lamun hawa di kamar instalasi UPS naék saluhureuna nilai ieu, hartina aya seuneu dina wangunan. Dina kaayaan operasi puseur data normal, résiko tina hiji acara téh negligible.
- Ngurangan umur batre dina suhu kamar elevated - operasi jangka panjang dina suhu nepi ka 40 derajat diwenangkeun tanpa panurunan nyata dina umur batre. Batré timah sénsitip pisan kana paningkatan suhu sareng ngirangan sésa-sésa umurna saimbang kana paningkatan suhu.
Hayu urang tingali bagan alur résiko kacilakaan sareng batré litium-ion di pusat data urang, kasus panggunaan kamar server. Hayu urang simplify diagram saeutik, sabab UPSs litium bakal dioperasikeun dina kaayaan idéal, lamun urang ngabandingkeun kaayaan operasi tina accu dina gadget Anjeun, telepon.
Kacindekan: Batré litium khusus pikeun pusat data sareng ruangan pangladén UPS gaduh tingkat panyalindungan anu cekap tina kaayaan darurat, sareng dina solusi komprehensif, sajumlah ageung tingkat panyalindungan sareng langkung ti lima taun pangalaman dina ngoperasikeun solusi ieu ngamungkinkeun urang nyarios ngeunaan tingkat luhur kaamanan téknologi anyar. Diantara hal anu sanés, urang henteu kedah hilap yén operasi batré litium di séktor kami sapertos kaayaan "rumah kaca" pikeun téknologi Li-Ion: teu sapertos smartphone anjeun dina saku anjeun, teu aya anu bakal leupaskeun batréna di pusat data, overheat, discharge. unggal poe, aktip dipake dina modeu panyangga.
Anjeun tiasa mendakan langkung rinci sareng ngabahas solusi khusus nganggo batré litium-ion pikeun kamar server atanapi pusat data anjeun ku ngirim pamundut ku email. , atanapi ku ngadamel pamundut dina situs wéb perusahaan .
Téhnologi OPEN - solusi komprehensif anu dipercaya ti pamimpin dunya, diadaptasi khusus pikeun tujuan sareng tujuan anjeun.
Author: Kulikov Oleg
Insinyur Desain Anjog
Departemen Solusi Integrasi
Perusahaan Open Technologies
Ngan pamaké nu kadaptar bisa ilubiung dina survey. , Punten.
Kumaha pendapat anjeun ngeunaan kasalametan sareng panerapan solusi industri dumasar kana téknologi Li-Ion?
-
16,2%Bahaya, hurung sorangan, dina kaayaan naon waé kuring bakal nempatkeun éta di kamar server kuring.11
-
10,3%Kaula teu kabetot dina ieu, sangkan périodik ngarobah accu Palasik, jeung sagalana OK.7
-
16,2%Urang kudu mikir naha éta bisa aman tur ngajangjikeun.11
-
23,5%Matak, kuring gé ningali kamungkinan-kamungkinan.16
-
13,2%Kabetot! Investasi sakali - sarta ulah sieun overwhelm sakabéh puseur data alatan gagalna hiji batré lead.9
-
20,6%matak pikabitaeun! Kauntungannana jauh ngaleuwihan kakurangan jeung resiko.14
68 pamaké milih. 25 pamaké abstained.
sumber: www.habr.com