Можно ли заменить аккумуляторы VRLA ИБП на литиевые? Что проверить в первую очередь

Если ваш ИБП в настоящее время использует аккумуляторы VRLA, и аккумуляторы подходят к концу срока службы, вы, возможно, рассматриваете замена аккумулятора литиевой батареи UPS. Но можно ли просто удалить батареи VRLA и установить вместо них литиевые батареи?

Иногда, но не как простая замена.

Обновление от VRLA к литиевым аккумуляторам зависит от напряжения постоянного тока источника бесперебойного питания, характеристик зарядки, энергетических требований к батарее, интерфейса связи, физического пространства для установки и требований к защите. Сами по себе совпадение номинального напряжения и ёмкости не гарантирует совместимость.

Для данных центров, промышленных объектов и других приложений с критическим питанием правильным подходом является оценка существующей системы ИБП и аккумуляторов как интегрированной системы перед выбором замены на литиевую.

Что нужно проверить перед заменой VRLA на литиевую?

Перед выбором литиевого аккумулятора ИБП начните с характеристик существующей системы ИБП и VRLA аккумулятора.

1. Напряжение шины ИБП и диапазон работы аккумулятора

Проверьте напряжение аккумулятора, необходимое для UPS, и допустимый диапазон рабочего напряжения аккумулятора.

Литиевый аккумулятор может иметь аналогичное номинальное напряжение по сравнению с существующей конфигурацией VRLA, но другую кривую напряжения и диапазон работы. Система литиевого аккумулятора должна оставаться в допустимом входном диапазоне ИБП как во время зарядки, так и при разрядке.

2. Напряжение заряда, ток и профиль заряда

VRLA и литиевые аккумуляторы не обязательно используют те же параметры заряда.

Поэтому заменяющий аккумулятор должен быть оценен по напряжению заряда ИБП, ограничениям тока, логике заряда и параметрам защиты. В некоторых проектах модернизации также могут потребоваться проверка прошивки ИБП, параметров управления или других системных настроек.

3. Обязательные источники резервного питания и время работы

Система литий-ионных аккумуляторов должна обеспечивать достаточную мощность разряда для нагрузки ИБП, а также необходимое время автономной работы.

Это особенно важно для высокомощных применений ИБП. Аккумулятор может иметь достаточную емкость в кВт·ч, но все же не подойти, если его характеристики по мощности разряда или напряжения не соответствуют требованиям ИБП.

Для подробных расчётов ёмкости аккумулятора, см. руководство ACE Battery к как рассчитать размер аккумулятора ИБП<р>.<р>

4. Физическая установка и подключения

Проверьте доступное пространство для шкафа или стойки, размеры батареи, вес, разъёмы, конфигурацию кабелей, требования к вентиляции или охлаждению и способ установки.

Системы литий-ионных аккумуляторов могут обеспечить значительное преимущество по пространству по сравнению с традиционными батарейными банками VRLA, но замена всё ещё должна соответствовать существующей установке и соответствовать механическим требованиям проекта.

Главный момент: электрическая совместимость, механическая совместимость и интеграция системы должны оцениваться вместе.

Нужна ли литиевая батарея для связи с ИБП?

В многих применениях источников бесперебойного питания на основе лития управление аккумулятором более сложное, чем просто контроль напряжения аккумулятора.

Система литиевой батареи обычно включает в себя Система управления аккумуляторными батареями (BMS) для мониторинга и защиты аккумулятора. В зависимости от конструкции системы, БУА может осуществлять мониторинг:

• Состояние заряда (SOC)

• Состояние здоровья (SOH)

• Температура клетки и аккумулятора

• Ток заряда и разряда

• Перенапряжение и недостаточное напряжение

• Перегрузка и другие условия защиты

Система ИБП и аккумулятора также может потребовать обмена информацией о работе и тревоге через интерфейсы, такие как CAN, RS485, Modbus, или сухие контакты<р>.<р>

Это означает, что литиевый аккумулятор может соответствовать требуемым напряжению и емкости, но все еще потребует дополнительной связи или интеграции BMS, прежде чем он сможет правильно работать с существующим ИБП.

Для проекта обновления, подтвердите:

• Какой протокол связи поддерживает ИБП

• Поддерживает ли литиевый BMS необходимый протокол

• Какая информация о тревогах и состоянии аккумулятора должна обмениваться

• Нужно ли изменить прошивку или настройки управления

• Как должна реагировать система на события защиты аккумулятора

Для больших систем ИБП этот уровень связи является важной частью оценки совместимости, а не дополнительной функцией.

Следует ли использовать стандартную или пользовательскую батарею ИБП на основе лития?

После того как электрические и системные требования поняты, следующий вопрос: подходит ли стандартный литиевый ИБП или требуется индивидуальное решение.

Когда можно использовать стандартный аккумулятор ИБП на литиевых элементах?

Стандартное решение может быть подходящим в следующих случаях:

• ИБП предназначен для поддержки литиевых аккумуляторов

• Напряжение аккумулятора и рабочий диапазон совместимы

• Параметры зарядки поддерживаются

• Необходимая мощность и время работы находятся в пределах спецификаций аккумулятора

• Сообщение BMS поддерживается

• Корпус или стойка аккумулятора подходят для установки

• Стандартные разъёмы, функции защиты и конфигурации соответствуют требованиям проекта

В этих случаях стандартная система аккумуляторов ИБП на основе лития может упростить развертывание и сократить процесс интеграции.

Когда требуется кастомная литиевая аккумуляторная батарея?

Настройка становится более значимой, когда существующая система UPS или проект имеет нестандартные требования, такие как:

• Определённое напряжение постоянного тока или конфигурация батареи

• Собственные протоколы связи с ИБП

• Пользовательские функции BMS или сопоставление коммуникаций

• Ограниченное пространство в стойке или шкафу

• Специфические требования к разъёму, кабелю или механическим компонентам

• Высокие требования к току разряда

• Старая или труднодоступная конфигурация аккумулятора VRLA

• Интеграция в ОЕМ ИБП или промышленную систему

• Проект, требующий повторного производства батареек, а не одноразовой замены

Для этих проектов цель не сводится просто к поиску литиевого аккумулятора с тем же номиналом Ah. Система аккумулятора может потребовать инженерного проектирования вокруг электрических, механических, коммуникационных и эксплуатационных требований ИБП.

Каковы преимущества обновления от VRLA до лития?

Когда существующий ИБП подходит для литиевого модернизации, обновление может обеспечить преимущества, превышающие замену изношенной батареи.

Большая плотность мощности и меньшие требования к пространству

Системы литиевых аккумуляторов могут обеспечивать большую мощность от более компактной конфигурации аккумулятора, чем традиционные батареи VRLA.

Например, аккумулятор ACE's Аккумуляторные комплекты U300, U400 и U500 предназначены как системы аварийного питания постоянного тока для средней и большой мощности систем ИБП. Согласно техническим характеристикам системы ACE, шкафы спроектированы для поддержки более 1/2 МВт мощности разряда в 19-дюймовом серверном шкафу, с примерно на 70% меньшей занимаемой площадью по сравнению с аккумуляторами VRLA.

Это может быть особенно ценным в центрах обработки данных и корпоративных компьютерных помещениях, где пространство на стойках и полу ограничено.

Более длительный срок службы и меньшая частота замены

Системы U300/U400/U500 имеют срок службы 15 лет, по сравнению с примерно в три раза большим сроком службы обычных VRLA-аккумуляторов при заявленных спецификациях ACE.

Более длительный срок службы может сократить частоту проектов замены аккумуляторов, а также связанную с ними трудозатраты, планирование простоев и требования к обслуживанию.

Высокая мощность для больших систем ИБП

Применения ИБП высокой мощности могут требовать аккумуляторов, способных обеспечивать значительный ток во время коротковременных аварийных ситуаций.

Системы ACE U300/U400/U500 используют литиевые аккумуляторные модули с высоким C-коэффициентом и поддерживают настраиваемые корпусные архитектуры для требований к резервному питанию ИБП около 200–500 кВт. Один корпус может вместить 8–12 аккумуляторных модулей с вариантами тока корпуса 600А, 800А или 1000А. Несколько корпусов также могут быть подключены параллельно для более крупных требований.

Поэтому конфигурация может быть соответствующей различным требованиям питания и времени работы ИБП, а не зависеть от одной фиксированной конфигурации аккумулятора.

Интегрированная СБМ и защита системы

Система аккумуляторных батарей литиевого ИБП также обеспечивает более точный мониторинг и защиту аккумуляторов благодаря своей СУА.

Системы U300/U400/U500 используют трёхуровневую структуру защиты BMS и включают интеллектуальное управление зарядом и разрядом на основе условий эксплуатации, таких как мощность, температура и SOH аккумулятора.

Системы используют технологию аккумуляторов LFP и включают меры защиты от перегрева и проверки. Системы предназначены для соблюдения UL9540A, UL1973, и UL1642<р>.<р>

Более гибкое общение и мониторинг

Для проектов, требующих дистанционного мониторинга аккумуляторов или интеграции с существующими системами управления питанием, также может быть важной функция коммуникации.

Системы U300/U400/U500 поддерживают интерфейсы, включая CAN, RS485, RS232, USB, сухой контакт и Modbus TCP/IP, а также интерфейс LCD и возможности удалённого мониторинга/OTA.

Соответствующий интерфейс зависит от UPS и архитектуры проекта, поэтому совместимость связи должна быть подтверждена во время оценки системы.

Какую информацию следует предоставить для обновления VRLA до литиевых?

Если вы оцениваете замену литиевым аккумулятором для существующей системы аккумуляторов VRLA, предоставление следующей информации может помочь поставщику аккумуляторов определить, подходит ли стандартное решение или требуется ли настройка.

Сведения о UPS

• Производитель и модель UPS

• Мощность ИБП</p>

• Напряжение шины постоянного тока

• Спецификации зарядки аккумулятора

• Интерфейс связи с аккумулятором UPS

• Доступные руководства UPS или техническая документация

Существующая информация о батарее

• Производитель и модель аккумулятора VRLA

• Напряжение аккумулятора и ёмкость в ампер-часах

• Количество батареек

• Серийная/параллельная конфигурация

• Существующие размеры батарейного шкафа или стойки

Требования к проекту

• Необходимое время работы от аккумулятора

• Нагрузка UPS или требуемая мощность разряда

• Доступное пространство для установки

• Рабочая температура и условия установки

• Требования к общению

• Обязательные сертификаты

• Исходное количество проектов и ожидаемый объем производства

С этой информацией поставщик аккумуляторов может оценить электрические и механические требования до того, как рекомендовать архитектуру замены.

Рассматриваете обновление ИБП с VRLA на литиевые?

Замена аккумуляторов VRLA на литиевые — это не просто вопрос совпадения напряжения и ёмкости. Блок бесперебойного питания, аккумулятор, система управления, система связи и физическая установка должны работать вместе.

Для стандартных приложений, возможно, будет достаточно литиевой АКБ для ИБП промышленного назначения. Для систем ИБП высокой мощности, центров обработки данных, промышленного оборудования или проектов OEM с конкретными требованиями по напряжению, коммуникации, механике или мощности, система аккумуляторной батареи литиевого ИБП может обеспечить лучшее соответствие.

ACE Battery предоставляет индивидуальные решения для литиевых аккумуляторов для ИБП и критически важных приложений.

Поделитесь моделью вашего ИБП, существующими техническими характеристиками аккумуляторов VRLA, необходимым временем автономной работы и требованиями к проекту с ACE Battery. Наша команда может оценить электрическую совместимость, требования к BMS и связи, механическую интеграцию и конфигурацию системы, чтобы определить подходящее решение литиевого ИБП.