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华为网络能源科技探索之旅,揭秘数据中心锂电黑科技

来源:华为网络能源 作者:Harris编辑 更新时间:2020/1/10 7:55:24

摘要:网络能源创新体验中心呈现了面向5G和AI时代下的创新技术、理念、产品,以及全栈全场景的数据中心解决方案。

第五届智能数据中心基础设施技术峰会科技探索之旅,邀请与会嘉宾参观华为网络能源创新体验中心,深入了解华为数据中心全场景解决方案。
  
  网络能源创新体验中心呈现了面向5G和AI时代下的创新技术、理念、产品,以及全栈全场景的数据中心解决方案。包括智能微模块,预制模块化数据中心、智能供配电、智能温控、智能营维、iCooling智冷技术、SmartLi和间接蒸发冷却FusionCol等。
  
  锂电作为数据中心储能趋势愈发明显,受到与会嘉宾的重点关注。此次的科技探索之旅,在网络能源创新体验中心参观现场重点揭秘了锂电黑科技,重点展示了电芯的选择、多组锂电池并联不均流度和分期扩容等黑科技方面的内容。
  
  揭秘一:数据中心锂电选择什么样的电芯更可靠?
  
  华为在TUV机构进行了最严酷的针刺实验,观察三元锂、锰酸锂和磷酸铁锂电芯针刺是否会起火。
  
  测试条件:1、全新电池;2、电池充满电、环境温度相同
  
  测试结果:1、三元锂NCM针刺测试反应最剧烈,直接热失控起火
  
  2、锰酸锂LMO针刺测试先产生大量烟雾,进而热失控起火
  
  锰酸锂LMO针刺测试
  
  锰酸锂LMO针刺测试
  
  3、磷酸铁锂LFP针刺测试初始温度不到30℃,且电芯温度上升缓慢,防爆阀未打开,无烟雾及明火产生:磷酸铁锂电芯分子结构更稳定,磷酸铁锂热失控不产生氧气,热失控热失控产热少。
  
  磷酸铁锂LFP针刺测试
  
  磷酸铁锂LFP针刺测试
  
  揭秘二:华为多组锂电池并联不均流度<2%
  
  电池组并联不均流度过大会带来哪些问题,首先设计阶段过配置,增加Capex,其次会造成电池老化程度差异,最后还有新旧电池不能混合并联使用,备电时间缩水,更好的一致性可以优化但不能消除,这种类似木桶效应的结果限制了锂电发挥其价值,华为通过电池智能管理模块的主动均流技术可以有效降低不均流度,满足新旧电池混并。
  
  核心部件:电池智能管理模块实现主动均流
  
  核心算法:基于各组电池SOC来分配功率,主动保障电池均流
  
  测试条件:500kVAUPS满载运行,配合4台锂电柜SOH均>99%的同批次电池,采用功率分析仪配合霍尔测试锂电池电流。
  
  测试过程:
  
  测试1:锂电柜不带BCU测试,拔出电池管理模块,闭合断路器将锂电池与UPS直连
  
  测试2:锂电柜带BCU测试对比,插入电池管理模块,断开断路器
  
  测试结果:1、全新锂电不带管理模块时四组电池并联放电后期不均流度10~25%
  
  2、全新锂电带管理模块时四组电池并联不均流度<2%
  
  锂电4并柜不均流度:带管理模块对比不带管理模块
  
  揭秘三:华为模块化UPS+锂电实现在线分期扩容
  
  1、核心架构:UPS+锂电全模块化设计
  
  2、核心器件:电池智能管理模块BCU实现功率转换
  
  3、核心算法:各组电池基于SOH来分配功率,自适应调节放电电流,新电池多出力,放电电流可控,防止提前出现限流保护
  
  测试条件:新旧电池组并联,一个电池柜SOH等于94%,一个电池柜SOH等于99%
  
  测试过程:
  
  测试1:带BCU时,测试备电时间
  
  测试2:不带BCU时,测试备电时间
  
  测试结果:不带管理模块时,备电时间12分58秒,带管理模块时,备电时间14分13秒,由于管理模块延缓到达限流点时间,备电时间更长,收益>10%。
  
  在解答了电芯的选择、多组锂电池并联不均流度和分期扩容的疑惑后,现场还重点介绍了华为新一代数据中心锂电储能方案SmartLi。SmartLi以可靠、高效、简单为核心特性,助力客户减少投资,简化运维,构建稳定且高效的数据中心供电系统。
  
  锂电储能方案SmartLi
  
  可靠:
  
  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,层层保障锂电可靠性。
  
  高效:
  
  1.能量密度高,相对铅酸节省70%占地面积;
  
  2.智能电池管理系统,节省80%日常运维成本。
  
  简单:
  
  1.模块化插拔式设计,维护简单;
  
  2.主动均流技术,支持新旧电池柜混并,扩容简单。
  
  本次参观之旅的结束也意味着第五届智能数据中心基础设施技术峰会圆满落幕,感谢各位嘉宾的与会,期待大家明年再见。
  
  编辑:Harris

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