中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：這是一個(gè)數(shù)據(jù)爆炸的時(shí)代，云和管道承載著數(shù)據(jù)，帶人們走入大數(shù)據(jù)時(shí)代。主設(shè)備不斷演進(jìn)，網(wǎng)絡(luò)能源設(shè)備也隨之快速發(fā)展，而保障通信設(shè)備不間斷供電的后備電源同樣需要加快腳步，為大數(shù)據(jù)時(shí)代添磚加瓦。
鉛酸蓄電池技術(shù)定型，污染、壽命低、能量密度低難以解決
鉛酸蓄電池已經(jīng)有了超過(guò)150年的發(fā)展歷程，因?yàn)槠涑杀镜土?、技術(shù)成熟、維護(hù)方便的特點(diǎn)，一直是當(dāng)前通信電源中應(yīng)用最廣泛的儲(chǔ)能電池，但鉛酸蓄電池由于受制于理論特性和產(chǎn)品特點(diǎn)，未來(lái)已經(jīng)難有明顯的改進(jìn)。
首先是循環(huán)壽命短。即使是循環(huán)性能相對(duì)好的鉛酸電池，在電網(wǎng)質(zhì)量差的區(qū)域，頻繁深循環(huán)使用，僅能維持1年的壽命。此外，鉛酸電池的壽命極大地依賴其工作溫度，當(dāng)溫度增加時(shí)，加速極板的腐蝕和失水，電池壽命也隨著變短。
其次是能量密度低。占地多、重量大、對(duì)地板承重要求高，這些問(wèn)題隨著通信設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸量的不斷增加越來(lái)越突出。
再次是易被盜。鉛酸電池被盜后即可應(yīng)用于多種場(chǎng)合，而且鉛含量高，回收方便，這些都是鉛酸電池被盜的原因。
最后是環(huán)保問(wèn)題?！般U污染主要出現(xiàn)在鉛蓄電池的制造和回收過(guò)程中，其中一道工序是將鉛熔化。熔化和回收過(guò)程容易產(chǎn)生污染?！甭殬I(yè)知識(shí)國(guó)際協(xié)會(huì)總裁Perry Gottesfeld稱。事實(shí)上，對(duì)于鉛蓄電池行業(yè)來(lái)說(shuō)，比生產(chǎn)環(huán)節(jié)更有可能造成污染的是回收環(huán)節(jié)。
因此，迫切需要在性能上表現(xiàn)優(yōu)異，綜合成本又不會(huì)增加太多的儲(chǔ)能，來(lái)取代傳統(tǒng)鉛酸電池，此時(shí)，鋰離子電池走入了人們的視線。
鋰離子電池異軍突起，潛力巨大步入后備電源
鋰離子電池并不是最近幾年才出現(xiàn)的，它在手機(jī)領(lǐng)域的商用歷史已經(jīng)超過(guò)了20年，但鋰電池在通信站點(diǎn)作為后備電源卻是不折不扣的新軍?，F(xiàn)階段，通信后備電源領(lǐng)域使用的鋰電池多數(shù)是磷酸鐵鋰電池，少部分是三元鋰電池。
從環(huán)保方面考慮，鋰電池有著天然的優(yōu)勢(shì)。鋰電池所使用的材料里不含有污染性金屬，例如鎘、鉛、汞之類的有害重金屬物質(zhì)，鋰電池在生產(chǎn)及使用過(guò)程中沒(méi)有污染物產(chǎn)生，保障了人體的健康，廢電池回收過(guò)程中不會(huì)帶來(lái)水源和土壤的污染。
從電性能方面考慮，鋰電池全面超越鉛酸電池。鋰電池的循環(huán)壽命、高溫特性、充放電倍率性能和能量密度都很優(yōu)秀，遠(yuǎn)優(yōu)于鉛酸電池。如，相同容量的鋰電池的體積和重量是鉛酸電池的二分之一到三分之一，而且可以任意連接擺放，對(duì)建筑空間、承重等都沒(méi)有特殊要求，大大降低了場(chǎng)地租用成本。另外，鋰電池優(yōu)秀的高溫特性，可以減少基站的空調(diào)配置與耗電。鋰電池被盜后，回收價(jià)值不大，由于有電池管理系統(tǒng)存在，使其無(wú)法被直接使用，降低了后備電源的被盜風(fēng)險(xiǎn)。
同是鋰離子電池，三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池的特點(diǎn)有些不同。三元鋰電池的循環(huán)壽命介于鉛酸電池和磷酸鐵鋰電池之間 ，但浮充壽命遠(yuǎn)好于磷酸鐵鋰電池，能量密度更是比磷酸鐵鋰電池還要高50%以上，成本也比磷酸鐵鋰電池低。靈活地選擇磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池，將會(huì)使鋰電池后備電源在通信行業(yè)的應(yīng)用更加廣泛。
當(dāng)前，鋰電池的一次性成本投入仍然高，但從總所有成本（TCO）方面考慮，鋰電池并不高于鉛酸電池。盡管價(jià)格比普通鉛酸電池高2～4倍，但由于壽命長(zhǎng)、維護(hù)和更換成本低等優(yōu)勢(shì)，鋰電池生命周期內(nèi)的TCO甚至?xí)陀阢U酸電池。未來(lái)，伴隨著電動(dòng)汽車和儲(chǔ)能行業(yè)的發(fā)展，鋰電池應(yīng)用持續(xù)規(guī)?；?，價(jià)格將越來(lái)越低，越來(lái)越具有競(jìng)爭(zhēng)力。
差異化場(chǎng)景利用，讓鋰電池的優(yōu)勢(shì)更加突出
電網(wǎng)差區(qū)域作為循環(huán)用備電，利用其循環(huán)壽命長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)。鉛酸電池的特點(diǎn)是浮充壽命長(zhǎng)，循環(huán)壽命短，簡(jiǎn)而言之就是越少使用越好。但許多國(guó)家和地區(qū)的電網(wǎng)環(huán)境不好，每天停電時(shí)間超過(guò)2小時(shí)，頻繁的循環(huán)使用會(huì)導(dǎo)致鉛酸電池壽命迅速下降，而具有高循環(huán)壽命的鋰電池就適合在此類環(huán)境使用。
應(yīng)用于壁掛式電源和抱桿式電源，突出其能量密度高的特性。鉛酸電池有占地多、重量大、對(duì)承重要求高的缺點(diǎn)，越來(lái)越難滿足小空間場(chǎng)景的要求。而鋰電池的能量密度是鉛酸電池的2～4倍，特別適合在上述環(huán)境中使用。
在短時(shí)間備電的UPS或通信電源中使用，發(fā)揮其放電倍率好的特點(diǎn)。某些使用油機(jī)應(yīng)急供電的場(chǎng)景，需要UPS或通信電源的后備電源有5～10分鐘的備電時(shí)間，以便備份數(shù)據(jù)和切換到油機(jī)應(yīng)急供電，這種情況下只需要電池在5～10分鐘內(nèi)保證一定的輸出功率。鋰電池在10分鐘內(nèi)即可輸出額定容量的90%以上，而鉛酸電池在10分鐘內(nèi)最多放出額定容量的30%，鋰電池可以配置比鉛酸電池少得多的容量即可滿足短時(shí)備電的要求，節(jié)省空間和成本。
高性能的鋰電池，需要配合優(yōu)秀的電池管理系統(tǒng)
通信儲(chǔ)能用鋰電池需要配合優(yōu)秀的電池管理系統(tǒng)，才能真正安全和穩(wěn)定的使用。鋰電池的理論特性決定了其對(duì)過(guò)充、過(guò)放比較敏感，由于發(fā)展時(shí)間尚短，業(yè)界對(duì)其一致性、穩(wěn)定性、大規(guī)模串并聯(lián)、溫度控制等問(wèn)題的研究還不深入，因此需聚焦于電池管理系統(tǒng)的研發(fā)，才能更有效更安全地使用鋰電池。
一般的電池管理系統(tǒng)只能保證鋰電池組的基本安全，好的電池管理系統(tǒng)能夠延長(zhǎng)鋰電池組的使用壽命，發(fā)現(xiàn)安全和性能的隱患，減少故障率。華為網(wǎng)絡(luò)能源產(chǎn)品線和2012實(shí)驗(yàn)室通過(guò)對(duì)鋰電池系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)挖掘和自適應(yīng)狀態(tài)評(píng)估，在鋰電池組的SOH（健康狀態(tài)）和故障預(yù)警設(shè)置等方面已有深入研究，并依靠在電源和網(wǎng)管方面的管理軟件優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)出具有核心競(jìng)爭(zhēng)力的電池管理系統(tǒng)，已經(jīng)在很多通信產(chǎn)品中得到了應(yīng)用。
巴基斯坦的應(yīng)用是一個(gè)很好的案例。在巴基斯坦，部分區(qū)域的電網(wǎng)非常不穩(wěn)定，每天停電非常頻繁，且停電時(shí)間很長(zhǎng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，其中的5886個(gè)站點(diǎn)每年的燃油發(fā)電總費(fèi)用為8000萬(wàn)美元。鉛酸電池在這種區(qū)域使用，不僅因頻繁循環(huán)使用而壽命提前中止，而且每次市電恢復(fù)后，電池常常還未充滿就又需要放電，導(dǎo)致電池很快就沒(méi)電，需要啟動(dòng)油機(jī)發(fā)電。華為向巴基斯坦運(yùn)營(yíng)商提供了以鋰電池作為后備電源的供電解決方案。通過(guò)電池管理系統(tǒng)靈活調(diào)整電池的充電電流，使鋰電池后備電源可以在市電恢復(fù)后及時(shí)充滿，保證備電時(shí)間；通過(guò)電池SOH檢測(cè)和故障預(yù)警功能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和定位故障電池，降低宕站風(fēng)險(xiǎn)；通過(guò)電池休眠功能提高鋰電池的循環(huán)壽命，大大減少了油機(jī)的使用頻率。華為在巴基斯坦一期改造的1000多個(gè)站點(diǎn)，每年可節(jié)省燃油2210萬(wàn)美元，1.5年即可收回投入成本。
巴基斯坦電網(wǎng)不穩(wěn)定區(qū)域的戶外站點(diǎn)和后備電源
小結(jié)
以鋰電池為基礎(chǔ)的后備電源，可以廣泛應(yīng)用于室內(nèi)和盲區(qū)覆蓋、二、三類市電區(qū)域、短時(shí)備電等對(duì)電源重量、體積、循環(huán)壽命、倍率要求較高的場(chǎng)景。在大數(shù)據(jù)時(shí)代，共享站、中心機(jī)房擴(kuò)容等空間有限的場(chǎng)景也逐漸需要鋰電池后備電源參與。未來(lái)，伴隨著儲(chǔ)能鋰電池實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，成本不斷下降，鋰電池將會(huì)在通信后備電源領(lǐng)域扮演越來(lái)越重要的角色。
