Perché le celle a livello di rack hanno ancora bisogno di 45°C?

TL;DR La risposta breve

Un BBU non muore quasi mai di ciclismo, muore di seduta.e trascorre la maggior parte della sua vita di servizio a carica elevata senza fare nullaQuesta combinazione “permanente standby a temperatura elevata” è ciò che ne determina la vita reale, non il numero di eventi di scarica.I dati pubblicati sulle celle di solito ancorano un dato di sei anni a un riferimento di 35 °CUn rack con celle a 45 °C dovrebbe essere progettato per circa la metà della durata nominale, e uno a 55 °C per circa un quarto.

Principali insegnamenti

• Una BBU e' montata nel rack, cosi' vede il calore dell'armadio piuttosto che la temperatura ambiente.
• In un armadio GPU denso, la temperatura della superficie della cella è in genere di 10 ̊15 °C sopra l'aria di ingresso.
• La regola dei 10 °C: ogni aumento di 10 °C raddoppia approssimativamente il tasso di invecchiamento.
• I limiti di scarico del foglio dati di 60 °C, anche 80 °C, sono limiti di sopravvivenza, non obiettivi di servizio.
• Chiedere dati sulla conservazione della capacità a 45 °C e 55 °C, non i numeri dei cicli a 25 °C.

Un'unità di backup della batteria è un piccolo modulo di batteria costruito per sedersi all'interno dell'armadio del server e trasportare il carico per pochi secondi tra un disturbo della rete e un'alimentazione stabile.Nell'ambito del progetto di riferimento OCP ORV3, ogni unità BBU dovrebbe fornire 15 kW per quattro minuti. Gli scaffali commerciali seguono la stessa logica in un pacchetto più piccolo: un telaio 1U contenente quattro slot BBU intercambiabili, con una potenza nominale di circa 7 kW,azionamento di un bus a 12 V di corrente continua per più di tre minuti.

Due conseguenze seguono, e decidono tutto su come invecchiano le cellule.Non la sala dei computer.In secondo luogo, il ciclo di lavoro è quasi nullo: una manciata di eventi all'anno, ognuno della durata da secondi a minuti.Quello che una BBU in realtà sopporta sono anni di galleggiamento in stato di carica elevata, qualunque sia la temperatura che l'armadio riesce a mantenere.

Il numero sul display CRAC è l'aria di ingresso, misurata prima che l'aria raggiunga l'apparecchiatura.L'aria calda ricircola dal retro dell'armadio verso l'anteriore, la parte superiore del rack è più calda della parte inferiore, e gli slot BBU si trovano dietro altri moduli che dissipano il calore.In pratica, la superficie della cella si estende a circa 10 ̊15 °C sopra la lettura di ingresso.

Questo è il motivo per cui la distinzione tra temperatura ambiente e temperatura cellulare è più importante per una BBU che per quasi qualsiasi altra applicazione.Un impianto con una confortevole presa a 27 °C può ancora mettere le sue celle a 40 °CUn rack che deriva a 35 °C di ingresso, che non è insolito durante un guasto di raffreddamento o un'ondata di calore, può mettere le celle a 45-50 °C proprio dove la curva di invecchiamento diventa ripida.

C'è un secondo meccanismo che è facile dimenticare: la ricarica di una cella al litio in una camera calda riduce l'accettazione della carica e spinge più corrente in reazioni collaterali.Un BBU ricaricato ripetutamente a 45 °C accumula danni più rapidamente di uno semplicemente conservato a 45 °C, che è un forte argomento per mantenere la tensione di galleggiamento conservativa piuttosto che inseguire una carica completa.

Figura 1. Un modulo BBU di 1U all'interno di un rack server live: la cella vede il calore dell'armadio, non la lettura della stanza.

L'invecchiamento del litio segue una relazione di Arrhenius: le velocità di reazione aumentano esponenzialmente con la temperatura, e la stenografia del settore è che ogni 10 °C raddoppia la velocità.che trasforma una figura di titolo in un numero reale molto più breve.

Un produttore di celle pubblica una durata di servizio di sei anni per la sua cella BBU a 35 °C e segnala separatamente una forte ritenzione della capacità dopo centinaia di cicli a 45 °C. Entrambi i numeri sono onesti;descrivono semplicemente due diversi mondi termiciLa tabella seguente mostra le implicazioni della regola dei 10 °C per la prima figura.

Tabella 1. Durata di vita indicativa rispetto a una temperatura di riferimento di sei anni a 35 °C

Nota: stimato sulla base della regola di 10 °C, non una garanzia misurata.

La stessa aritmetica si applica alla durata del ciclo. Una cella con una durata di 2000 cicli a 25 °C fornisce in genere notevolmente meno a 45 °C – in genere circa la metà, a seconda della composizione chimica,profondità di scarica e protocollo di caricaPer una BBU che conta meno dell'invecchiamento in base al calendario, ma che conta per l'intervallo di manutenzione: una confezione che dovrebbe durare sei anni su carta può richiedere la sostituzione entro tre anni.

L'intervallo di temperatura su una scheda di dati di una cella descrive la sopravvivenza, non il servizio.le capacità di scarico che superano di gran lunga qualsiasi ragionevole temperatura di esercizio;Leggi queste righe insieme e l'intenzione del venditore è chiara: la cella non fallirà catastroficamente durante un'escursione calda,ma si prevede che viva la sua vita in un ambiente controllato.

La pratica ingegneristica giunge alla stessa conclusione: anche quando una cella è indicata a 60 o 70 °C, i progettisti non sono consigliati di utilizzarla di routine.Un obiettivo comune di progettazione è quello di mantenere le celle al di sotto di circa 45 °C in funzione normale, con il limite definitivo fissato dai dati di qualificazione, dalla strategia BMS e dall'involucro.

Due fornitori possono entrambi mostrare una temperatura di 60 °C; solo uno di loro può mostrare ciò che la cella conserva dopo un anno a 45 °C.Il primo numero è una linea di passaggio o fallimento., il secondo è il numero che decide se il rack ha bisogno di una sostituzione della batteria durante il suo contratto di servizio.

Se si specifica un pacchetto BBU per un armadietto caldo, le domande seguenti separano i fornitori che hanno testato per questa applicazione da quelli che citano una cella di uso generale.

• Ritenzione della capacità dopo 6 e 12 mesi a 45 °C, in due diversi stati di carica.
• Ritenzione dopo 300-500 cicli a 45 °C, alla profondità effettiva di scarico che il rack vedrà.
• Aumento della temperatura alla potenza nominale dell'impulso, in forma di curva piuttosto che di un singolo numero di passaggio o di fallimento.
• Indicazione dello stato di conservazione della carica e se la raccomandazione cambia al di sopra di 35 °C.
• Il comportamento dei test di abuso a temperatura di partenza elevata, non solo a 25 °C ¢ per le celle al litio industriali, i test di sicurezza secondo la IEC 62619 sono il punto di riferimento da chiedere.
• Diffusione batch-to-batch della tensione del circuito aperto e della resistenza interna, poiché le corde parallele amplificano qualsiasi disallineamento.
• Almeno un set di dati prodotto al di fuori del laboratorio del fornitore.

I fornitori in grado di rispondere a tutte e sette le domande con dati, e non con estratti di fogli di dati, sono quelli che meritano un posto di qualificazione.INR18650/21700 celle cilindriche agli ioni di litio- eBatterie NCM ad alta efficienzala nave con curve di scarica a impulsi, registri di consistenza dei lotti e documentazione UN38.3 come prodotti standard.

La realtà termica può essere migliorata senza aggiungere capacità di raffreddamento, e tre leve di solito si ripagano da sole.Mantenere la tensione di galleggiamento conservativo in modo che il pacchetto non si trova al 100 per cento di stato di carica in una camera calda. Tirare le slot BBU fuori dal percorso di ricircolazione, o aggiungere un deflettore, in modo che il modulo vede l'aria di ingresso piuttosto che di scarico.E scrivi la qualifica alla temperatura della cella che ti aspetti nel peggiore mese, non la lettura media del giorno di messa in servizio.

Un BBU e un UPS sono la stessa cosa?

No. Un UPS è tipicamente un sistema a livello di stanza alimentato da una banca centrale di batterie, mentre un BBU è un modulo all'interno del rack del server.ma significa anche che la batteria vive nella parte più calda dell'edificio.

Posso eseguire una cella BBU a 55 °C se il foglio di dati dice 60 °C?

Funzionerà e invecchierà circa quattro volte più velocemente rispetto a 35 °C. 55 °C deve essere considerata una condizione eccezionale che il BMS dovrebbe registrare, non un punto di progettazione.

LFP o NMC per un portacarrozze?

LFP è generalmente più tollerante dal punto di vista termico e ha un margine di sicurezza più ampio, a scapito della densità energetica.Il fattore decisivo sono i dati di qualificazione alla temperatura della cella, non l'etichetta chimica.

Una cella ad alta velocità fa più caldo?

Sì, al momento della scarica, perché la resistenza interna trasforma la corrente in calore.e perché una cella che sembra comoda in un laboratorio a 25°C può essere di diversi gradi più calda dentro un modulo sigillato.

Quante volte una BBU si scarica?

L'invecchiamento è quindi dominato dagli effetti del calendario piuttosto che dal ciclo, che è l'opposto di quanto presuppone la maggior parte delle selezioni di batterie.

Indicare una BBU in base alla temperatura della cella, non della temperatura ambiente.e pianificare la vita utile da quel numero piuttosto che dal titolo di sei anniUn valore di 60 °C indica che la cella sopravviverà a un'escursione; non dice nulla su quanto durerà a 45 °C. Chiedi prima la curva di ritenzione a 45 °C, mantenere il galleggiante conservativo,e l' intervallo di sostituzione smette di essere una sorpresa.

Teerbo Energy è un produttore di batterie con sede a Dongguan, in Cina, che fornisce celle cilindriche agli ioni di litio e LiFePO4 oltre a pacchetti di batterie ad alta velocità personalizzati per il backup,Applicazioni di utensili elettrici e OEM industriali, con test di trasporto UN38.3 e documentazione di sicurezza allineata alla IEC 62619.E i nostri ingegneri confermeranno la chimica e la configurazione del pacco che si adatta al vostro lancio.