艾博特蓄电池GFM-800 GFM产品系列参数

根据前面的分析可知,电池组严重衰减后的表现主要有以下几种:一是充放电容量减少;二是充放电时间缩短;三是带负载能力变差;四是充放电温升加速。无论是哪种变化,衰减电池都会通过端电压表现出来,在充放电的情况下,衰减严重的电池与正常电池或衰减轻微电池间的电压差异表现明显,这种差异的表现,实质就是容量差异以及内阻差异的外在表现,体现电池的一致性差异,防范电池组快速衰减就必须解决电池电压的一致性问题,防止电池发生过充电和过放电极端。基于目前的电池管理技术,只有转移式实时电池均衡技术才能实现这一目标。

3 实例及分析

本文以国家专利技术样机在不同电池组中的应用实例及数据分析进行进一步阐述。

(1)锂电池组均衡实验数据及分析

实验电池组采用退役的锂电池组组装,2并4串结构,每2并电池作为一个整体,如图1所示电池组下面的设备为本文锂电池均衡器样机。室温环境下的2A放电检测剩余容量分别为1#:2.58Ah,2#:2.09Ah,3#:1.50Ah,4#:2.51Ah,来自多个电池厂商。实际剩余容量分别只有设计容量的58.6%、47.5%、34.1%和57.1%,从实际剩余容量来看,均已达到淘汰标准,整组充电标准为恒流限压充电,恒流充电电流为2A,整组限压16.8V,当任意电池的电压充电至4.20V时,整组电池停止充电。放电标准为2A恒流放电,整组电池放电终止电压限定为12.0V,当任意电池的电压放电至3.00V时,整组电池停止放电,循环均衡充放电次数30次。

1 电池的发展历史及其在数据中心的地位

当今IT行业的发展可谓日新月异,但储能电池却成了所有IT设备发展的一个主要瓶颈,因为很久以来电池的能量密度很难像芯片的摩尔定律一样定期升级翻倍。在数据中心,我们采用大量的铅酸免维护电池作为UPS备用储能,作为数据中心供电的最后一道防线,所有的负载安危都寄托在电池的可靠性上,但实际应用中我们发现30%以上的数据中心负载掉电是由于电池失效引起的。

自从1859年法国人普兰特发明铅酸电池以来,铅酸电池技术发展非常缓慢,基本上没有大的突破。对于所有数据中心管理人员来说,铅酸电池始终是一个令人头疼却又不得不面对的事实。它对应用场景的要求很苛刻:环境温度既不能过低也不能过高;电池既怕经常放电又怕总不放电;使用时既不能快速充电还不能快速放电;需要独立的电池房间以避免酸雾侵蚀其它设备,电池占地空间巨大,楼板承重要求极高。

随着市电供电环境的日趋改善,以及数据中心供电系统的高度冗余化设计,UPS配套蓄电池很少有真正发挥放电作用的时候。但却依然需要服务工程师定期维护和充放电以激活其性能。为了能够了解蓄电池这个“黑盒子”的真实性能,有些客户还专门配置了在线监测装置,以便实时了解每一只蓄电池的状态。所有这些措施都是为了让蓄电池在关键时刻能发挥作用,但是我们为此付出的代价似乎太大了。

最近10年,以锂离子电池(Lithium IonBattery,以下简称锂电池)为代表的新型储能电池已经在消费电子领域占据90%以上市场。而伴随着电动汽车行业的高速发展,今天的锂电池成本已经比5年前下降了70%。另一方面,自2016年以来席卷中国的环保风暴,已经使全国近80%的中小规模铅酸蓄电池工厂关闭,铅价成本的逐年上涨也使得铅酸电池成品价格水涨船高。这种此消彼长的趋势已经逼迫大多数铅酸电池工厂部分转型生产锂电池,因为这场储能技术的革命给整个铅酸电池行业带来的压力是致命的,不转型就会被淘汰。