机房电池建议更换方案

机房电池建议更换方案（精选2篇）

机房电池建议更换方案 篇1

蓄电池更换建议书

随着信息化社会的来临，UPS(不间断电源)以其体积小、效率高、无噪声振动、维护费用低、可靠性高等优点，已广泛应用于电子计算机中心、重要数据中心、工业自动化控制中心等重要场所。UPS作为一种可靠的后备保障设备，其储能装置——蓄电池组的好坏直接决定了其性能，作为UPS的核心组件，对于蓄电池的使用情况越来越重要。要想使UPS电源工作时间更安全，就必须要使用在使用寿命内的电池,如若继续使用老化的蓄电池,有可能会出现以下情况: 1.UPS不间断电源不能启动。

因为UPS电源 是由直流启动的，所以老化后的蓄电池会出现电池低电压从而造成UPS电源就不能启动。2.延长时间变短无法达到要求

因为UPS电源要在停电之后继续供电,它的电能完全是来自蓄电池,过了质保年限的蓄电池电池容量会大大降低,从而会导致UPS的继续供电时间会缩短.而且老化后的蓄电池在充电时它的浮充电压变低,从而导致充电时间过长或电池无法充满的情况,会让电池处于亏点状态,进一步会加速电池报废时间.3.起火

电池在运使用时或产生高温老化的会壳体出现裂纹而没有及时发现，蓄电池内部酸液析出与电池架或电池柜发生化学反应直至导电起火。蓄电池与电缆连接不牢，接触电阻过大，温度升高后接触面氧化严重，进而造成接触电阻继续变大，最终会引起电气打火甚至拉弧，最终引燃附近可燃物造成起火。4.爆炸

使用已经老化了的电池，如果电池放电频率过高，它会产生高热，在高热的环境下，电池的膨胀系数会增大，这个时候就有可能会产生爆炸.综上所述,蓄电池过期后继续使用是非常危险的行为,对机房设备安全,员工的人生安全存在很大威胁,所以在此建议贵司尽早更换UPS配套蓄电池。

机房电池建议更换方案 篇2

随着通信技术的快速发展,新业务、新设备、新产品层出不穷,对后备电源提出了更高的要求,也促进了二次电池及其管理技术的不断进步。经过多年的发展,目前电信机房后备电源领域采用的电池不仅包括传统的铅蓄电池,还包括锂离子电池、燃料电池等,以满足不同地域的使用要求。本文就后备电源采用锂离子电池提供了几种解决方案并加以分析。

2. 通信机房后备电源现状分析

传统的铅酸蓄电池以其成本低廉、技术成熟、维护方便等在电信机房后备电源中得到了广泛应用,然而,随着通信技术的不断发展和应用场景的复杂化,对后备电源提出了越来越高的要求,铅酸蓄电池逐步显现出寿命短、体积大,倍率放电性能较差,面积和承重要求高,对环境温度要求苛刻等劣势。

磷酸铁锂电池与传统的铅酸蓄电池相比具有使用循环寿命长、平均成本低、体积小、重量轻、可大电流充放电、高温性能突出、自放电率小、无记忆效应、比能量大、使用安全、绿色环保等众多优势,更适合用于环境温度高、面积及承重小等恶劣的电信机房环境中[1,2]。表1列出了铅酸电池与磷酸铁锂电池的性能对照。

3. 后备电源系统结构及存在问题分析

电信机房后备电源系统中直流输入经由滤波后分两路,一路直接供给负载,另一路经过DC/DC转换后给锂电池组进行充电。在电网正常的情况下,系统为负载提供需要的功率,同时给系统内部的锂电池组充电。在电网断电的情况下,由系统内部的锂电池组为负载提供需要的电能,保证直流电源系统正常运行,实现不间断供电功能。其系统结构图如图1所示。

备用电池组配有专用的电池管理系统(BMS),其主要包括智能充电管理、电池的均衡管理、智能间歇式充放电管理以及通信及检测功能等。在充放电过程中具有过充保护、过放保护、过流保护、短路保护、温度控制等功能[3]。

由于通信设备电压等级主要为48V,而每个磷酸铁锂单体电池的标称电压为3.3V,所采用锂电池系统主要由16个单体电池串联后加上必要的电池管理系统(BMS)。由于每个单体电池的使用电压范围为2.8V～3.6V,所以整个电池组的使用电压范围为44.8V～57.6V。

通常情况下,48V蓄电池充电机电源模块出厂时直流输出设定:浮充电压为53.5±0.25V;均充电压为56.5±0.25V。由于单个电池的内阻、容量等特性总存在差异,在充电过程中各电池的电压不尽相同,从而导致有的电池已经全满充而有的电池则还没有充满电。而且,当充电终止时各电池荷电状态未达到均衡,又会导致放电的不均衡,缩短了电池组的寿命。因此在原有的充电机的情况下如何设计使得所有电池都充满电且不出现过充或欠充以及如何解决在长期浮充状态下对电池组容量、寿命、安全性的影响是当前需要解决的问题。

4. 解决方案

为解决上述问题,以下将给出两种实现方案及其硬件拓扑结构和软件控制策略。两种方案为:一是集中充电,为整个电池组配置一个充电模块;二是分散充电,为每个电池配一个单独的充电模块。BMS统一管理充电模块,同时具有保护功能,为充、放电设定了电压的上、下限值,通过电压比较,一旦发现某个电池的工作电压超过或者低于门限值,则切断工作主回路。同理,也为工作电流和工作温度设定了相应的门限值,在超过门限值的情况下切断电池工作的主回路,从而保证电池组的安全。

4.1 整体电池配一个充电模块

电池组串联配一个充电模块充电器直接与充电电路相连。但是,充电时电池容易出现过充或者欠充现象,因此,为整体电池组配置一个充电模块时必须考虑到电池的均衡管理。

4.1.1 硬件拓扑结构

本方案采用的方法是旁路电阻分流均衡法,通过能量消耗,限制电压最高的电池单元的充电电流,来实现和电压较低的电池单元的充电均衡[5,6]。其硬件拓扑结构如图2所示,充电模块负责对所有电池的电压、温度、电流等信息进行监测,同时还具有通信与均衡控制功能,每一电池单元并联旁路分流电阻,通过开关控制来实现电池均衡管理。

4.1.2 软件控制策略

充电控制遵循以下步骤:

(1)电池管理系统根据采样电路获取电池组内各单体电池的电压及温度,确定正常以及符合充电条件后,充电电路模块根据各单体电池的电压及总电压数值对整个电池组充电,进入相应的充电状态;

(2)充电过程中BMS如检测到某个电池率先达到3.6V,闭合该电池的旁路开关,进入均衡状态限值其充电电流,其它电池正常充电,直到最后一个电池充满;

(3)由BMS控制断开开关,电池组所有电池进入开路静置状态;

(4)电池管理系统控制电池组重新进入补充电状态,采用恒压充电,当充电电流小于0.33C时停止充电,电池组进入备电状态;

(5)在充电过程中,如交流电停电,BMS应能控制电池组无延迟进入放电状态。

4.2 每个电池配一个单独充电模块

为每个电池配一个单独充电模块时,充电器需要经过DC/DC变换电路后充电电路相连。每个充电模块包括了DC/DC变换电路后充电电路。

4.2.1 硬件拓扑结构

为每个电池配一个充电模块时同样也需要考虑均衡控制管理,但是不需要均衡模块,只需在每个充电回路中加入开关控制,其硬件拓扑如图3所示。每个电池对应一个独立的充电模块,每个充电模块负责所管辖的单元电池信息的监测,同时根据电池的荷电状态控制对应的开关的通断从而达到对充电回路的控制。

4.2.2 软件控制策略

充电控制遵循以下步骤:

(1)电池管理系统根据采样电路获取电池组内各单体电池的电压及温度,确定正常以及符合充电条件后,各充电电路模块根据各单体电池的电压值对相应的电池充电,进入相应的充电状态;

(2)充电过程中BMS如检测到某个电池率先达到3.6V,立即断开该电池的回路开关,其它电池正常充电,直到所有电池都充满电;

(3)由BMS控制断开开关,电池组所有电池进入开路静置状态;

(4)电池管理系统控制电池组中所有电池重新进入补充电状态,采用恒压充电,当充电电流小于0.33C时充电停止,电池组进入备电状态;

(5)在充电过程中,如交流电停电,BMS应能控制电池组无延迟进入放电状态。

5. 两种方案分析与比较

两种方案都可以减轻单体电池在使用过程中出现的差异,保证了电池组中所有的电池在充放电过程中基本上都处在同一荷电状态水平,能够最大限度地发挥电池的效率,同时可以防止电池的过充、欠充等,可以延长电池组的工作寿命,增加系统的安全性及可靠性。

整个电池组配一个充电模块方案中由于电路板由整个电池组分享,因此平均成本低;然而,由于系统中连线复杂度较高;并且旁路分流电阻存在功率损耗,能量效率低,并联电阻小会使损耗加大,散热要求高;并联电阻太大又会大大延长均衡时间。

每个电池单独配一个充电模块方案方法中这种“一对一”的拓扑结构的好处在于:充电模块与单元电池的距离较短,在一定程度上能减少系统线路的长度及复杂度。然而,由于每个充电模块包括DC/DC转换电路和充电电路造成电路板的成本较高,整个系统的成本会大大增加;同时,每个模块的工作电源往往由被监测的电池提供,因此,整个系统的能耗也会相对较大。两种方案的对比如表2所示。

6. 结论

磷酸铁锂电池因其具有循环寿命长、安全性能高、比能量高、高低温性能好等优点,为通信备用电源提供了可靠性和安全性。本文针对磷酸铁锂电池作为电信机房后备电源给出了两种方案,对其拓扑结构以及控制策略的简要分析与说明,并对两种方案的能耗与成本等作了分析,为实际工程应用提供参考。

参考文献

[1]阮勇,吴罡,滕达.磷酸铁锂电池及其在通信行业中的应用[J].邮电设计技术,2011(3).

[2]李瑾,张宇,李景霖.磷酸铁锂电池在变电站系统应用的可行性分析[J].华东电力,2009,37(10).

[3]《YDB032-2009通信用后备式锂离子电池组》,中国通信标准化协会,2009(4).

[4]何仕品,朱建新.锂离子电池管理系统及其均衡模块的设计与研究[J].汽车工程,2009,31(5).

[5]Stephen W.Moore,Peter J.Schneider.A Review of Cell Equalization Methods for Lithium Ion and Lithium Polymer Battery Systems.SAE2001World Congress,Detroit,MI,Mar.2001.