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锂电池应用数据中心供电解决方案
日期: 2023-12-17

  目前ICT设备主要以交流供电为主,交流电源模块(PSU)主要有两种,ATX标准电源和SSI标准电源,其简化的电路拓扑结构如图3所示。交流220V输入先经过EMI滤波、整流、PFC电路,变换成380V左右的直流,然后再将380V直流经过DC/DC电路变换成12V直流,12V直流通过分压电路获得0.8~5.0V直流电压提供给ICT设备电子负载使用。

  对于采用交流电源模块供电的ICT设备,可以将其交流电源模块替换为336V直流电源模块完成直流化升级。336V直流电源模块的电路拓扑结构见图4。相比交流电源模块,省去了整流、PFC这些AC/DC电路,直接将336V直流经过DC/DC电路变换成12V直流,12V直流通过分压电路获得0.8~5.0V直流电压提供给ICT设备电子负载使用。因变换环节和电路的简化,336V直流电源模块比交流电源模块的可靠性、效率更加高,成本更低。

  从以上拓扑结构图的对比能够准确的看出ICT设备交流电源模块和336V直流电源模块有以下共同点:

  •ICT设备内部基础工作电压均为12V直流,通过分压电路获得0.8~5.0V直流电为电子负载供电。无论外部输入交流还是直流最后都需要转换成12V以下直流电压为电子负载供电。

  对ICT设备的电子负载来说,交流电源模块和336V直流电源模块输出电源要求相同,交流电源模块供电的ICT设备在更换电源模块后能够使用336V直流电源供电。

  数据中心主流应用的设备有路由器、交换机(盒式交换机、框式交换机)、服务器(机架式服务器、刀片式服务器)、存储磁阵、防火墙设备等,这些设备中的大多数是采用交流电源模块供电,这些交流电源模块部分是可插拔的独立的模块,部分是固定安装在设备内部的独立模块。这些主流设备,大多数都能够最终靠将交流电源模块更换为直流电源模块的方式,支持336V直流供电应用。但目前的路由器、交换机等网络设备一般没有内置交流电源模块或者48V直流电源模块,不能通过更换电源模块的方式支持336V直流。设备内部的业务单板、控制单板等部件,也不能支持336V直流直接输入供电。因此,路由器、交换机等网络设备一定要通过外置336V转48V直流电源框的方式来实现支持336V直流供电。未来,随着路由器设备供电架构的演进,也会出现内置336V直流电源模块的供电架构,直接支持336V直流供电。

  以华为公司生产的ICT设备为例,数据中心ICT设备支持336V直流供电情况如表2所示。

  锂电池是一种新型电池,目前主要使用在在电动汽车领域,自2010年起,中国移动慢慢的开始在一些移动通信基站和高压直流供电系统设备的检测系统中试用,探索中国移动引入锂电池的安全性、适用性和经济性。

  锂电池与传统铅酸电池相比,具有环境污染小、适用温度范围宽、循环寿命长、高温性能好、充电效率高、能量比高(占地面积小、重量轻)等优点。磷酸铁锂电池与传统铅酸电池对比分析如表3所示。

  从表3对比分析来看,锂电池很适合大电流短时间放电场合,因此对于高密度数据中心建议第一先考虑配置锂电池,特别是与高压直流电源配合使用,供电结构相对比较简单,可靠性高,占用空间小,能完全实现全分散供电结构的要求。

  目前,在通信行业,锂电池产品主要以48V电池模块(由16节3.2V电芯组成)形式出现的,当与336V直流电源配合使用时,选择7个48V锂电池模块串联成336V锂电池组使用。

  由于锂电池一定要使用BMS(电池管理系统),且需要对每个3.2V单体进行监测和控制,以保证电池的一致性,但单一BMS管理100只以上的单体电池难度也很大。

  针对此问题,我们提出了336V锂电池组双层管理模式,底层为单元BMS,对单个48V锂电池模块进行监测和管理;上层为系统BMS,综合处理底层7个BMS单元的监测信息和管理要求,同时与336V直流电源监控模块进行通信,来实现对336V锂电池组内部电芯来管理,确保电池充放电的安全。

  目前国内外主要锂电池厂家(如LG、比亚迪、双登等)均研发生产出能够与336V直流电源系统配套的电池产品,并进行了与336V直流电源配合应用测试,从测试数据分析来看,高质量的锂电池能够在数据中心机房中安全使用。

  目前中国移动正积极开展通信电源新技术、新产品的应用研究,如在新型数据中心哈尔滨试点工程、呼哈基地中已采用了336V直流电源和锂电池供电方案。随着通信电源新技术的持续不断的发展应用,通信电源设备可靠性的提高,以及数据中心机房规划、设计、建设人员和维护人员的观念的革新,相应的产品质量标准、建设规范的完善,我们始终相信全分散供电结构、336V高压直流和锂电池的应用必将成为数据中心机房中一种主要供电解决方案。

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  北极星储能网获悉,12月12日,宇晨新能源200MW/400MWh储能项目开工奠基仪式隆重举行。宇晨新能源200MW/400MWh储能项目位于河南省平顶山市宝丰县,项目占地约76亩,规划建设一座200MW/400MWh储能电站,预计投资5.1亿元,采用磷酸铁锂电池方案,由储能电池舱、储能逆变升压舱、储能集中控制管理系统组成。储

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  12月13日,许继集团有限公司(以下简称许继集团)董事长孙继强、许继电气副总经理赵奕一行到访青岛海信网络能源股份有限公司(以下简称海信网络能源),与海信集团高级副总裁陈维强、海信网络能源总经理史文伯、海信网络能源副总经理王存军等进行深入交流,并签订战略合作协议,旨在打造长期的、双赢的

  12月7日,中国电工技术学会在南京组织召开科技成果鉴定会,国电南自主持研发的“全国产化碳化硅功率模块的构网型储能变流器与控制关键技术及应用”成果顺利通过鉴定并正式对外发布。项目鉴定委员会由中国科学院陈维江院士、中国工程院饶宏院士,以及其它11位国内知名高校、科研院所、能源企业的专家组成。

  北极星储能网获悉,12月14日,永太科技在投资者互动平台表示,公司的氟化液产品涵盖了从低沸点到高沸点的系列新产品,在工艺上实现更低能耗、更低GWP值(全球变暖潜能值),对环境更加友好,且易于工业化放大生产。而且公司液冷技术能用于半导体生产制造领域,以及浸没式数据中心冷却、储能电池热管理

  北极星储能网获悉,贵州黔西西储供电有限公司黔西储能电站项目已于近日建设完成,实现全容量并网。据了解,贵州黔西西储供电有限公司黔西储能电站项目位于贵州省黔西市文峰街道办事处兴黔社区内,占地27.5亩,总投资3.5亿元,规划装机容量100MW/200MWh,分为30套3.35兆瓦/6.709兆瓦时储能单元。配套新

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  北极星储能网获悉,北交所针对昆工科技收购云端网络股权一事进行问询,11月22日,昆工科技发布答复函。公司不仅为云端网络打造两个数据中心储能项目,同时云端网络是昆工科技指定的“新型绿色节能IDC机房数据中心整体解决方案”唯一合作商。11月3日,昆工科技发布公告,拟以2000万元购买江阴融丰投资企

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  贵州储能多点开花,在新能源配储、独立储能、数据中心等场景均有发展。新能源配储方面,截止2022年底,贵州新能源和可再次生产的能源装机容量达2357万千瓦,占全省电力装机比例的54%,其中还规定了不低于10%的配储容量,风光储一体化项目有望得到发展。8月16日,贵州省能源局发布2023年上半年核准备案风电光

  数据中心成新耗能大户。2022年全年,全国数据中心耗电量达到2700亿千瓦时,占全社会用电量约3%。2021年,全国数据中心耗电量为2166亿千瓦时,为同期三峡电站累计发电量1036.49亿千瓦时的两倍。随着网络数字化进程加速推进,预计到2025年,全国数据中心用电量占全社会用电量的比重将提升至5%,到2030

  北极星储能网获悉,10月9日,工业与信息化部、中央网信办、教育部、国家卫生健康委、中国人民银行、国务院国资委等六部门联合印发《算力基础设施高水平质量的发展行动计划》,其中“算力+能源”方面提出,加快建设能源算力应用中心,支撑能源智能生产调度体系,实现源网荷互动、多能协同互补及用能需求智能调

  北极星电力软件网获悉,8月30日,南昌市人民政府发布关于印发《南昌市推动工业互联网创新发展三年行动计划(2023—2025年)》(以下简称《计划》)的通知。《计划》指出,鼓励数据中心与南昌国家级互联网骨干直联点,粤港澳、长三角等地区全国一体化算力网络国家枢纽节点联动。发展液冷、蓄冷、储能、

  北极星储能网获悉,8月14日,特斯拉官博透露,特斯拉公司已在中国建立数据中心,以实现数据存储的本地化。所有在中国大陆市场销售车辆所产生的数据,都会存储在中国境内。

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