为什么要用锂电?数据中心锂电池应用的挑战

来源：维多利亚3308  日期：2020-03-10 10:40  浏览量：次

为什么要用锂电？数据中心锂电池应用的挑战。数据中心在中国的扩张速度可谓惊人，铅酸电池可以说是数据中心运维人员头痛又无奈的存在，此情况下，具有体积小，重量轻，密度高和易用性强等特点的锂电池则逐渐走上前台。锂电池性价比日趋上升。

为什么要用锂电？

铅酸电池在通信行业领域数十年来长期占主导地位。但铅酸电池循环寿命短、占地大、对机房承重要求高，生产制程容易造成环境污染，各国的铅酸电池发展都趋于萎缩，中国铁塔已经明确不再招标铅酸电池。

锂电天然具有能量密度高、占地小、长循环寿命等铅酸不具备的优势。伴随着铅酸电池市场占有率快速下降，锂电池在全球的应用急剧增加，其中5G站点几乎全部被锂电池覆盖，数据中心的锂电应用在国外一些大型的ISP客户也在开始规模使用。可以预测未来3～5年时间，锂电池市场份额将接近或超过铅酸电池，锂电池未来占据市场主导已经是各领域的共识。

相比铅酸电池，采用锂电池的UPS能减少占用空间达50-80%，而使用寿命则长达15年以上。随着技术进步和国家对环保要求的提高，全国80%的中小规模铅酸蓄电池工厂关闭，而铅酸电池的必备原材料铅，价格更是一路走高。虽然目前锂电池的价格仍然是铅酸电池的2倍左右，但考虑到技术优势以及全生命周期价值，锂电池的优势仍然十分明显。且两者的价差在未来会越来越小。

储能式锂电池UPS的效率高达98%,比传统在线式UPS高出5%～10%,这使得运营成本大大降低。以一座3MW的数据中心来说,供电效率每提高1%,一年节省电费就超过100万元。

随着锂离子电池的能量密度和安全性能的持续提升、成本的持续降低，锂电在通信领域、电力领域、动力汽车领域、数据中心等领域的需求越来越大，锂电正在向着成为新一代主流能源的方向稳步迈进。锂电相对于铅酸有者低承重要求、占地小、能量密度高、循环寿命长等天然优势，所以，未来随着锂电池成本进一步降低，锂电池在数据中心必将大量应用。

锂电时代已来。无论是安全性能，还是全生命周期的投资成本，锂电都已为数据中心领域的大规模商用做好了充足的准备。

数据中心锂电池应用的挑战

UPS作为数据中心供电稳定的最后防线，却因为锂电成本暂时偏高，大部分还在使用铅酸电池。数据中心锂电池大量应用除了要解决可靠性及成本问题，事实上，用户在应用锂电池时还存在诸多问题，这些问题也将成为未来锂电大量应用的关键考量。

挑战1：多柜并柜均流问题，多柜并联放电，因电芯内阻、容量等不一致、配电的差异等导致的柜间放电不均流，尤其是在短时大电流放电时，造成电池柜逐个过流保护。

挑战2：新旧电池柜在线扩容问题，锂电系统在应用过程中，无法避免部分失效率的问题；或者因负载增大而扩容的需求；就会有新旧电池柜并联使用的场景。新旧电池柜混用因内阻、容量的不一致，会导致严重偏流，甚至导致单电池柜过流断开。

挑战3：电芯串联均压问题，单组电池内电芯内阻容量等不一致，导致单电芯充电过压，使得整个电池系统无法充满电。

挑战4：故障维护问题，单串锂电池组内某个电池模块故障，引起整组锂电池无法正常工作，如何快速维护更换。

挑战5：消防问题，当锂电池入列微模块数据机房，假如锂电柜内发生火灾，如何将火灾控制在机柜内部，不扩散到周边ICT设备？

数据中心使用锂电池的优势

1.循环次数可达5000次，使用寿命长；

2.磷酸铁锂高稳定电芯，热失控不起火；

3.智能均压控制，单模块故障可正常运行；

4.三层BMS系统，层层保障锂电池可靠性；

5.能量密度高，相对铅酸节省70%占地面积；

6.智能锂电池管理系统，节省80%日常运维成本。

总结：在不久的将来，锂电的成本优势会愈发明显，锂电必将在数据中心大规模应用。未来3~5年锂电池市场份额将接近或超过铅酸电池，成为供电市场的主流。