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理想的备用电池

星星科技指导员 来源:嵌入式计算设计 作者:Steve Jennings 2022-11-23 11:53 次阅读

除了铅酸和锂离子电池备份系统之外,UPS设施中还有一种新的选择:镍锌。

事实是,镍锌电池技术并不新鲜。它可以追溯到托马斯·爱迪生(Thomas Edison),他在120年前获得了专利。新的是当前一代产品,它在功率密度、可靠性、安全性和可持续性方面为数据中心备份系统提供了卓越的性能。

2 倍功率密度意味着体积小、重量轻

要了解为什么镍锌是更好的备用电池,请考虑“能量”电池和“动力”电池之间的根本区别。数据中心备用电池必须在短时间内以高速率放电,以便在短暂中断或备用发电机启动时保持运行。电池功率密度是提供高放电率的原因,理想情况下是在相对较小的占地面积内。

铅酸和许多锂离子电池是能量电池,旨在尽可能长时间地以较低的速率将能量从电池中释放出来。例如,在电动汽车中,工业界正在花费数十亿美元来提高电动汽车电池的能量密度并获得更多里程。这不会帮助您的数据中心正常运行时间。

另一方面,NiZn电池是功率密度是铅酸电池两倍的动力电池,是数据中心备份的传统选择。这意味着在相同的功率输出下,它们的占地面积只有一半,重量只有一半。它们在高放电率和快速充电方面表现出色,同时保持热稳定性,这是数据中心正常运行时间的关键特征。

可靠的备份性能

NiZn技术的可靠性久经考验,在关键任务应用中,UPS备用电源的运行时间长达数千万小时。与其他技术的一个关键区别在于电池串操作。当铅酸或锂离子电池发生故障时,会产生一个开路,停止串操作。另一方面,弱或耗尽的NiZn电池保持导电,允许串继续工作。这将其他电池化学成分的紧急情况转变为在下一个计划维护周期中更换简单的电池,成本低且不影响运营。此外,与其他技术相比,NiZn电池串可以更好地容忍串不平衡,并在明显较低的充电和健康状态下保持恒定的功率输出。

镍锌电池还有其他特性,使UPS系统高度可靠。NiZn是一种碱性化学物质,不会随着时间的推移而硫酸化,这是长达三个铅酸电池更换周期的使用寿命的一个因素。此外,镍锌电池在更宽的工作温度范围内工作,因此它们可以承受意外的高热偏移,例如冷却系统故障,而不会影响性能或使保修失效。

更安全的电池技术

除了正常运行时间外,数据中心运营商还对其设施和人员的安全负责。与铅酸相比,NiZn技术具有明显的优势,因为它消除了腐蚀性化学物质和保持电池完全正常运行所需的定期维护。

要比较镍锌与锂离子技术的安全性,工程师可以查阅NFPA 855:固定式储能系统(ESS)安装标准。这包括电池备份系统等储能装置。为了评估运行过程中的安全性,NFPA 855 引用了 UL9450A测试方法,用于评估电池储能系统中热失控火灾传播。ZincFive的NiZn电池已由UL根据UL9540A测试方法在电池级别进行了严格测试,并且在五种艰巨和破坏性的测试类型中没有表现出热失控。

相反,锂离子电池通常在电池级别以上进行测试,并利用电池管理系统(BMS)和其他安全机制来帮助防止可能发生在电池级别的热失控事件的传播。镍锌电池的电池级安全性是一个明显的优势。

更环保的技术

随着数据中心在小型设施中超大规模和激增以支持边缘计算,可持续性已成为一个关键问题。NiZn化学比铅酸和锂离子电池更容易对环境产生影响。镍锌电池的材料清单主要由常见的高可用性、非危险材料组成,而不是含有大量铅和其他危险材料的铅酸电池。更好的是,凭借其更长的使用寿命,数据中心运营商不必像铅酸电池那样频繁地更换镍锌电池。同样,锂离子电池中所含的稀土元素也难以开采和获取,污染严重。

此外,NiZn是市场上最可回收的电池化学物质之一。铅酸电池含有大量的铅和其他有害物质,会产生高污染和危险的回收过程。事实上,环保组织已经将废旧铅酸电池回收确定为世界#1污染问题。[1]

在Boundless Impact Research & Analysis最近发布的气候影响报告中,ZincFive的NiZn电池在几个标准中排名高于铅酸和锂离子化学物质,包括避免的温室气体(GHG),购买碳回报和碳回收期。与其他流行的电池化学成分相比,ZincFive的NiZn技术获得了9.4分的最高总分,最高分为10分。

帮助数据中心完成其使命

NiZn是世界上唯一的大功率,故障安全,完全可回收的电池技术,使其成为不间断电源(UPS)备用电池的理想选择。如今,数据中心运营商可以使用镍锌电池备份系统,通过更简单的维护和更少的电池更换周期来降低运营费用。为了更安全且在更宽的温度范围内运行,数据中心可以使用更靠近创收服务器的镍锌电池来追求分布式电源架构。环境优势有助于运营商继续扩大运营并保持对环境负责。使用NiZn,备用电池不仅是为了安心,也是为了数据中心的创新。

审核编辑:郭婷

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