深圳山特鉛酸蓄電池 12-200AH UPS電源
深圳山特鉛酸蓄電池 12-200AH UPS電源
)336V高壓直流電源產(chǎn)品成熟度
目前國(guó)內(nèi)主要通信電源廠家(如華為,、艾默生、志成,、中達(dá),、動(dòng)力源、核達(dá)中遠(yuǎn)通等)均研發(fā)生產(chǎn)出高效率(95%以上)的336V直流電源產(chǎn)品和高效率(94%以上)的336V/12V嵌入式電源或PSU,大部分廠家參與了中國(guó)移動(dòng)336V高壓直流電源試點(diǎn)應(yīng)用工程,從系統(tǒng)各項(xiàng)測(cè)試結(jié)果來(lái)看,產(chǎn)品的各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)*適用通信和數(shù)據(jù)設(shè)備的供電需求,。?
隨著國(guó)內(nèi)外高壓直流相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的陸續(xù)發(fā)布和產(chǎn)業(yè)鏈的成熟,通信電源廠家將推出各種類型的336V直流電源及相關(guān)配套產(chǎn)品,相信336V高壓直流電源供電方案將成為數(shù)據(jù)中心高效供電解決方案,。?
(4) 數(shù)據(jù)中心ICT設(shè)備336V直流供電支持情況
①ICT設(shè)備336V直流供電原理
目前ICT設(shè)備主要以交流供電為主,交流電源模塊(PSU)主要有兩種,ATX標(biāo)準(zhǔn)電源和SSI標(biāo)準(zhǔn)電源,其簡(jiǎn)化的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖3所示,。交流220V輸入先經(jīng)過(guò)EMI濾波,、整流、PFC電路,變換成380V左右的直流,然后再將380V直流經(jīng)過(guò)DC/DC電路變換成12V直流,12V直流通過(guò)分壓電路獲得0.8～5.0V直流電壓提供給ICT設(shè)備電子負(fù)載使用,。
對(duì)于采用交流電源模塊供電的ICT設(shè)備,可以將其交流電源模塊替換為336V直流電源模塊完成直流化升級(jí),。336V直流電源模塊的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)見(jiàn)圖4。相比交流電源模塊,省去了整流,、PFC這些AC/DC電路,直接將336V直流經(jīng)過(guò)DC/DC電路變換成12V直流,12V直流通過(guò)分壓電路獲得0.8～5.0V直流電壓提供給ICT設(shè)備電子負(fù)載使用,。因變換環(huán)節(jié)和電路的簡(jiǎn)化,336V直流電源模塊比交流電源模塊的可靠性、效率更高,成本更低,。
從以上拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖的對(duì)比可以看出,ICT設(shè)備交流電源模塊和336V直流電源模塊有以下共同點(diǎn):?
•ICT設(shè)備內(nèi)部基礎(chǔ)工作電壓均為12V直流,通過(guò)分壓電路獲得0.8～5.0V直流電為電子負(fù)載供電,。無(wú)論外部輸入交流還是直流最后都需要轉(zhuǎn)換成12V以下直流電壓為電子負(fù)載供電。
•DC/DC環(huán)節(jié)均備電氣隔離?
對(duì)ICT設(shè)備的電子負(fù)載來(lái)說(shuō),交流電源模塊和336V直流電源模塊輸出電源要求相同,交流電源模塊供電的ICT設(shè)備在更換電源模塊后可以采用336V直流電源供電,。?
?、诂F(xiàn)有ICT設(shè)備336V直流供電支持情況
數(shù)據(jù)中心主流應(yīng)用的設(shè)備有路由器、交換機(jī)(盒式交換機(jī),、框式交換機(jī)),、服務(wù)器(機(jī)架式服務(wù)器、刀片式服務(wù)器)、存儲(chǔ)磁陣,、防火墻設(shè)備等,這些設(shè)備中的大多數(shù)是采用交流電源模塊供電,這些交流電源模塊部分是可插拔的獨(dú)立的模塊,部分是固定安裝在設(shè)備內(nèi)部的獨(dú)立模塊,。這些主流設(shè)備,大多數(shù)都可以通過(guò)將交流電源模塊更換為直流電源模塊的方式,支持336V直流供電應(yīng)用。但目前的路由器,、交換機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備一般沒(méi)有內(nèi)置交流電源模塊或者48V直流電源模塊,不能通過(guò)更換電源模塊的方式支持336V直流,。設(shè)備內(nèi)部的業(yè)務(wù)單板、控制單板等部件,也不能支持336V直流直接輸入供電,。因此,路由器,、交換機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需要通過(guò)外置336V轉(zhuǎn)48V直流電源框的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)支持336V直流供電。未來(lái),隨著路由器設(shè)備供電架構(gòu)的演進(jìn),也會(huì)出現(xiàn)內(nèi)置336V直流電源模塊的供電架構(gòu),直接支持336V直流供電,。?
以華為公司生產(chǎn)的ICT設(shè)備為例,數(shù)據(jù)中心ICT設(shè)備支持336V直流供電情況如表2所示,。?
3 鋰電池應(yīng)用
鋰電池是一種新型電池,目前主要應(yīng)用在電動(dòng)汽車領(lǐng)域,自2010年起,中國(guó)移動(dòng)已經(jīng)開(kāi)始在一些移動(dòng)通信基站和高壓直流供電系統(tǒng)設(shè)備的測(cè)試系統(tǒng)中試用,探索中國(guó)移動(dòng)引入鋰電池的安全性、適用性和經(jīng)濟(jì)性,。?
(1)鋰電池技術(shù)特點(diǎn)
鋰電池與傳統(tǒng)鉛酸電池相比,具有環(huán)境污染小,、適用溫度范圍寬、循環(huán)壽命長(zhǎng),、高溫性能好,、充電效率高、能量比高(占地面積小,、重量輕)等優(yōu)點(diǎn),。磷酸鐵鋰電池與傳統(tǒng)鉛酸電池對(duì)比分析如表3所示。?
從表3對(duì)比分析來(lái)看,鋰電池非常適合大電流短時(shí)間放電場(chǎng)合,因此對(duì)于高密度數(shù)據(jù)中心建議優(yōu)先考慮配置鋰電池,特別是與高壓直流電源配合使用,供電結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,可靠性高,占用空間小,能*實(shí)現(xiàn)全分散供電結(jié)構(gòu)的要求,。
(2)鋰電池應(yīng)用方案
目前,在通信行業(yè),鋰電池產(chǎn)品主要以48V電池模塊(由16節(jié)3.2V電芯組成)形式出現(xiàn)的,當(dāng)與336V直流電源配合使用時(shí),選擇7個(gè)48V鋰電池模塊串聯(lián)成336V鋰電池組使用,。?
由于鋰電池必須使用BMS(電池管理系統(tǒng)),且需要對(duì)每個(gè)3.2V單體進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制,以保證電池的一致性,但單一BMS管理100只以上的單體電池難度也很大。?
針對(duì)此問(wèn)題,我們提出了336V鋰電池組雙層管理模式,底層為單元BMS,對(duì)單個(gè)48V鋰電池模塊進(jìn)行監(jiān)測(cè)和管理;上層為系統(tǒng)BMS,綜合處理底層7個(gè)BMS單元的監(jiān)測(cè)信息和管理要求,同時(shí)與336V直流電源監(jiān)控模塊進(jìn)行通信,來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)336V鋰電池組內(nèi)部電芯進(jìn)行管理,確保電池充放電的安全,。?
(3)鋰電池產(chǎn)品成熟度
目前國(guó)內(nèi)外主要鋰電池廠家(如LG,、比亞迪、雙登等)均研發(fā)生產(chǎn)出能夠與336V直流電源系統(tǒng)配套的電池產(chǎn)品,并進(jìn)行了與336V直流電源配合應(yīng)用測(cè)試,從測(cè)試數(shù)據(jù)來(lái)看,高質(zhì)量的鋰電池能夠在數(shù)據(jù)中心機(jī)房中安全使用,。?
4 結(jié)束語(yǔ)
目前中國(guó)移動(dòng)正積極開(kāi)展通信電源新技術(shù),、新產(chǎn)品的應(yīng)用研究，如在新型數(shù)據(jù)中心哈爾濱試點(diǎn)工程,、呼哈基地中已采用了336V直流電源和鋰電池供電方案,。隨著通信電源新技術(shù)的不斷發(fā)展應(yīng)用，通信電源設(shè)備可靠性的提高,，以及數(shù)據(jù)中心機(jī)房規(guī)劃,、設(shè)計(jì)、建設(shè)人員和維護(hù)人員的觀念的革新,，相應(yīng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),、建設(shè)規(guī)范的完善,，我們相信全分散供電結(jié)構(gòu)、336V高壓直流和鋰電池的應(yīng)用必將成為數(shù)據(jù)中心機(jī)房中一種主要供電解決方案,。
作者簡(jiǎn)介
李玉昇,2005年畢業(yè)于南京郵電大學(xué),本科,中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司高級(jí)咨詢?cè)O(shè)計(jì)師,主要從事通信電源專業(yè)設(shè)計(jì)咨詢工作,負(fù)責(zé)通信電源新技術(shù),、新產(chǎn)品研究與應(yīng)用,通信局站和數(shù)據(jù)中心動(dòng)力方面的規(guī)范編制、科研規(guī)劃及課題研究等工作,。)336V高壓直流電源產(chǎn)品成熟度
目前國(guó)內(nèi)主要通信電源廠家(如華為,、艾默生、志成,、中達(dá),、動(dòng)力源、核達(dá)中遠(yuǎn)通等)均研發(fā)生產(chǎn)出高效率(95%以上)的336V直流電源產(chǎn)品和高效率(94%以上)的336V/12V嵌入式電源或PSU,大部分廠家參與了中國(guó)移動(dòng)336V高壓直流電源試點(diǎn)應(yīng)用工程,從系統(tǒng)各項(xiàng)測(cè)試結(jié)果來(lái)看,產(chǎn)品的各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)*適用通信和數(shù)據(jù)設(shè)備的供電需求,。?
隨著國(guó)內(nèi)外高壓直流相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的陸續(xù)發(fā)布和產(chǎn)業(yè)鏈的成熟,通信電源廠家將推出各種類型的336V直流電源及相關(guān)配套產(chǎn)品,相信336V高壓直流電源供電方案將成為數(shù)據(jù)中心高效供電解決方案,。?
(4) 數(shù)據(jù)中心ICT設(shè)備336V直流供電支持情況
①ICT設(shè)備336V直流供電原理
目前ICT設(shè)備主要以交流供電為主,交流電源模塊(PSU)主要有兩種,ATX標(biāo)準(zhǔn)電源和SSI標(biāo)準(zhǔn)電源,其簡(jiǎn)化的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖3所示,。交流220V輸入先經(jīng)過(guò)EMI濾波,、整流、PFC電路,變換成380V左右的直流,然后再將380V直流經(jīng)過(guò)DC/DC電路變換成12V直流,12V直流通過(guò)分壓電路獲得0.8～5.0V直流電壓提供給ICT設(shè)備電子負(fù)載使用,。
對(duì)于采用交流電源模塊供電的ICT設(shè)備,可以將其交流電源模塊替換為336V直流電源模塊完成直流化升級(jí)。336V直流電源模塊的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)見(jiàn)圖4,。相比交流電源模塊,省去了整流,、PFC這些AC/DC電路,直接將336V直流經(jīng)過(guò)DC/DC電路變換成12V直流,12V直流通過(guò)分壓電路獲得0.8～5.0V直流電壓提供給ICT設(shè)備電子負(fù)載使用。因變換環(huán)節(jié)和電路的簡(jiǎn)化,336V直流電源模塊比交流電源模塊的可靠性,、效率更高,成本更低,。
從以上拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖的對(duì)比可以看出,ICT設(shè)備交流電源模塊和336V直流電源模塊有以下共同點(diǎn):?
•ICT設(shè)備內(nèi)部基礎(chǔ)工作電壓均為12V直流,通過(guò)分壓電路獲得0.8～5.0V直流電為電子負(fù)載供電。無(wú)論外部輸入交流還是直流最后都需要轉(zhuǎn)換成12V以下直流電壓為電子負(fù)載供電,。
•DC/DC環(huán)節(jié)均備電氣隔離?
對(duì)ICT設(shè)備的電子負(fù)載來(lái)說(shuō),交流電源模塊和336V直流電源模塊輸出電源要求相同,交流電源模塊供電的ICT設(shè)備在更換電源模塊后可以采用336V直流電源供電,。?
②現(xiàn)有ICT設(shè)備336V直流供電支持情況
數(shù)據(jù)中心主流應(yīng)用的設(shè)備有路由器,、交換機(jī)(盒式交換機(jī),、框式交換機(jī))、服務(wù)器(機(jī)架式服務(wù)器,、刀片式服務(wù)器),、存儲(chǔ)磁陣、防火墻設(shè)備等,這些設(shè)備中的大多數(shù)是采用交流電源模塊供電,這些交流電源模塊部分是可插拔的獨(dú)立的模塊,部分是固定安裝在設(shè)備內(nèi)部的獨(dú)立模塊,。這些主流設(shè)備,大多數(shù)都可以通過(guò)將交流電源模塊更換為直流電源模塊的方式,支持336V直流供電應(yīng)用,。但目前的路由器、交換機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備一般沒(méi)有內(nèi)置交流電源模塊或者48V直流電源模塊,不能通過(guò)更換電源模塊的方式支持336V直流,。設(shè)備內(nèi)部的業(yè)務(wù)單板,、控制單板等部件,也不能支持336V直流直接輸入供電,。因此,路由器、交換機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需要通過(guò)外置336V轉(zhuǎn)48V直流電源框的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)支持336V直流供電,。未來(lái),隨著路由器設(shè)備供電架構(gòu)的演進(jìn),也會(huì)出現(xiàn)內(nèi)置336V直流電源模塊的供電架構(gòu),直接支持336V直流供電,。?
以華為公司生產(chǎn)的ICT設(shè)備為例,數(shù)據(jù)中心ICT設(shè)備支持336V直流供電情況如表2所示。?
3 鋰電池應(yīng)用
鋰電池是一種新型電池,目前主要應(yīng)用在電動(dòng)汽車領(lǐng)域,自2010年起,中國(guó)移動(dòng)已經(jīng)開(kāi)始在一些移動(dòng)通信基站和高壓直流供電系統(tǒng)設(shè)備的測(cè)試系統(tǒng)中試用,探索中國(guó)移動(dòng)引入鋰電池的安全性,、適用性和經(jīng)濟(jì)性,。?
(1)鋰電池技術(shù)特點(diǎn)
鋰電池與傳統(tǒng)鉛酸電池相比,具有環(huán)境污染小、適用溫度范圍寬,、循環(huán)壽命長(zhǎng),、高溫性能好、充電效率高,、能量比高(占地面積小,、重量輕)等優(yōu)點(diǎn)。磷酸鐵鋰電池與傳統(tǒng)鉛酸電池對(duì)比分析如表3所示,。?
從表3對(duì)比分析來(lái)看,鋰電池非常適合大電流短時(shí)間放電場(chǎng)合,因此對(duì)于高密度數(shù)據(jù)中心建議優(yōu)先考慮配置鋰電池,特別是與高壓直流電源配合使用,供電結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,可靠性高,占用空間小,能*實(shí)現(xiàn)全分散供電結(jié)構(gòu)的要求,。
(2)鋰電池應(yīng)用方案
目前,在通信行業(yè),鋰電池產(chǎn)品主要以48V電池模塊(由16節(jié)3.2V電芯組成)形式出現(xiàn)的,當(dāng)與336V直流電源配合使用時(shí),選擇7個(gè)48V鋰電池模塊串聯(lián)成336V鋰電池組使用。?
由于鋰電池必須使用BMS(電池管理系統(tǒng)),且需要對(duì)每個(gè)3.2V單體進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制,以保證電池的一致性,但單一BMS管理100只以上的單體電池難度也很大,。?
針對(duì)此問(wèn)題,我們提出了336V鋰電池組雙層管理模式,底層為單元BMS,對(duì)單個(gè)48V鋰電池模塊進(jìn)行監(jiān)測(cè)和管理;上層為系統(tǒng)BMS,綜合處理底層7個(gè)BMS單元的監(jiān)測(cè)信息和管理要求,同時(shí)與336V直流電源監(jiān)控模塊進(jìn)行通信,來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)336V鋰電池組內(nèi)部電芯進(jìn)行管理,確保電池充放電的安全,。?
(3)鋰電池產(chǎn)品成熟度
目前國(guó)內(nèi)外主要鋰電池廠家(如LG、比亞迪,、雙登等)均研發(fā)生產(chǎn)出能夠與336V直流電源系統(tǒng)配套的電池產(chǎn)品,并進(jìn)行了與336V直流電源配合應(yīng)用測(cè)試,從測(cè)試數(shù)據(jù)來(lái)看,高質(zhì)量的鋰電池能夠在數(shù)據(jù)中心機(jī)房中安全使用,。?
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