MGE電池M2AL12-230梅蘭日蘭蓄電池12V230AH

MGE電池M2AL12-230梅蘭日蘭蓄電池12V230AH

作為500強企業(yè)，能效管理和自動化領(lǐng)域的專家施耐德電氣在公司近180年的發(fā)展歷程中不斷開拓進取，積極創(chuàng)新。自1987年在天津成立*家合資廠，施耐德電氣中國根植中國二十余載；從zui初的中低壓配電及工業(yè)自動化行業(yè)者，發(fā)展成能夠為能源與基礎(chǔ)設(shè)施、工業(yè)、數(shù)據(jù)中心與網(wǎng)絡(luò)、樓宇和住宅五大市場的客戶提供全生命周期的能效解決方案，并幫助他們提高能效高達30％。

- 中國已經(jīng)成為集團在第二大市場

- 在中國擁有26000名員工 

- 3個主要研發(fā)中心和1個施耐德電氣研修學院 

- 26家工廠、8個物流中心、5個分公司和40個辦事處遍布全國

1920年梅蘭日蘭公司創(chuàng)立，一直致力于為所有負有重要使命的用電設(shè)備和處理進程提供高質(zhì)量的電源解決方案，以提高其可用性，并延長其運行時間，這些用電設(shè)備和處理進程小到個人電腦，大到大型的互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心、電信設(shè)備或半導體生產(chǎn)廠。梅蘭日蘭蓄電池分為EX系列和DX系列。梅蘭蓄電池擁有40年設(shè)計、生產(chǎn)、銷售-的豐富經(jīng)驗，是*zui早生產(chǎn)UPS、蓄電池的制造商之一，同時也是zui大的中大功率UPS制造商，MGE的不間斷電源產(chǎn)品和服務(wù)解決方案已遍布，其產(chǎn)品一直是世界zui大的高要求公司的*。目前MGE在擁有37個子公司，170家銷售和客戶服務(wù)機構(gòu)，產(chǎn)品生產(chǎn)基地在歐洲、美洲和亞洲，2個科研開發(fā)中心，分別在法國的Grenoble和美國加利弗尼亞的Costa Mesa，在開發(fā)UPS新技術(shù)方面，一直是UPS行業(yè)的者。

 為什么要高效?

(1)可靠性的需求

在選用UPS產(chǎn)品之時,客戶的*關(guān)注點必然是可靠性。對UPS來說,更高的效率意味著更低的發(fā)熱量,根據(jù)阿列紐斯理論(Arrhenius theory),認為溫度每上升10℃,電子產(chǎn)品(例如電容、半導體器件)的壽命減半,發(fā)熱量的降低將對器件內(nèi)部溫度的降低起到重要貢獻,從而提高器件本身的壽命。

當然,高效只是影響UPS內(nèi)部溫度的主要因素之一,還要綜合考慮機器本身的散熱設(shè)計。但是,效率越低往往意味著需要在成本(更好的散熱器件或更大的散熱空間)、可靠性(增加故障點)或工作溫度(40℃時不能連續(xù)工作)等方面作犧牲,以保障內(nèi)部溫度在可接受的范圍之內(nèi)。

(2) 響應(yīng)國家節(jié)能減排政策

2013年初,工信部聯(lián)合五部委共同出臺《關(guān)于數(shù)據(jù)中心建設(shè)布局的指導意見》[工信部聯(lián)通(2013)13號],要求新建數(shù)據(jù)中心PUE值達到1.5以下,原有改造的數(shù)據(jù)中心PUE值下降到2以下;而UPS系統(tǒng)的損耗是數(shù)據(jù)中心能耗的主要組成部分,大約占到數(shù)據(jù)中心能耗的6%～10%,數(shù)據(jù)中心要做到較低PUE,必須選擇運行效率更高的UPS。圖1給出了不同類型UPS對PUE貢獻的差異。

(3)客戶節(jié)約電費的需求

以一個中型數(shù)據(jù)中心為例,假設(shè)IT負載為500kW,A系列UPS效率為93%,B系列UPS效率為96%,空調(diào)能效比(EER)為3:1。根據(jù)以上條件,分別采用兩種UPS所帶來的損耗見表1。

一般來說UPS效率每提高一個百分點可節(jié)約10%～20%的電能費用,可見高效UPS給企業(yè)帶來的收益是很可觀的。

(4)認證門檻的要求

為應(yīng)對氣候的變化及提升技術(shù)門檻,各地出臺了針對各類產(chǎn)品的節(jié)能認證標準,如中國的CQC“節(jié)能產(chǎn)品認證”、美國的“EnergyStar”,以上兩者是當?shù)卣块T強制性認證,沒有通過相關(guān)認證的產(chǎn)品不能進入名單。如英國的ECA認證,要求200kVA以上UPS滿載效率做到96%,針對具備ECA認證的產(chǎn)品,客戶可以在購買產(chǎn)品的*年申請100%的稅收減免。此類節(jié)能認證很大的提升了高效產(chǎn)品的競爭力,也說明了各國對產(chǎn)品高效性能的重視。

(5)負載率對效率的影響

負載率對UPS的效率影響很大。如圖2所示,一般情況下,UPS的效率會隨著負載率的提高而提高,并且會在負載率達到70%時達到效率較高點。結(jié)合圖2的曲線,不難得出以下結(jié)論:讓UPS始終工作在效率較高負載區(qū)間,是提升UPS效率的可行手段。然而實際場景中,存在以下因素,使得UPS負載率無法工作在*負載區(qū)間,甚至存在負載率極低,導致UPS效率極低的情況。

①超前規(guī)劃

因為供配電系統(tǒng)不易改造,機房在規(guī)劃時會考慮到未來3～5年的業(yè)務(wù)擴容,常常需要提前規(guī)劃好擴容容量的供配電系統(tǒng);圖3給出了超前規(guī)劃降低UPS負載率。

②冗余配置

為保障可靠性,供配電系統(tǒng)需要冗余配置,常采用N+1配置,部分核心負載甚至采用2N或2(N+1)配置,保證供配電系統(tǒng)任何一條線路出現(xiàn)問題時都不會導致負載掉電;采用圖4給出了冗余配置降低系統(tǒng)負載率。

③機房設(shè)計時不可能按照100%負載率進行設(shè)計,一般情況下,負載率不會超過80%。

因為以上所講的三個原因,一般情況下,UPS實際負載率低于40%,冗余越高的,負載率越低(見圖4),一些機房UPS負載率會低到20%左右。

2 UPS損耗組成

如何提升UPS的效率?UPS的損耗由哪些部分組成?圖5為UPS輸入功率的zui終走向。

圖5中深色部分為UPSzui終輸出功率,即提供給負載的能量;淺色部分為UPS自身產(chǎn)生的損耗,zui終轉(zhuǎn)化為熱量或輻射等;圖上方的折線圖為效率趨勢。從圖5中可以看出UPS損耗并不是呈現(xiàn)線性增加,這是由于其損耗由多種類型組成。以下對空載時的損耗和滿載時的損耗分別進行分析,從中找出UPS損耗構(gòu)成的基本規(guī)律。

(1)空載損耗

從圖6中可以看出,UPS上電后,有一部分器件始終處于工作狀態(tài),其損耗即使在UPS空載時也是*的。這部分器件中,損耗zui大的是電感,占據(jù)了42%,其次是IGBT和SCR的驅(qū)動以及SCR本身的損耗,兩者加起來大概占了26%左右,還有一些損耗比較小的,比如泄放電阻,電容內(nèi)阻等。一般占UPSzui大額定容量的0.5%～3%左右。

(2)滿載損耗

圖7為滿載損耗分布圖,可以看出,跟空載損耗相比IGBT與二極管損耗明顯增大,從空載時的6.6%躍升至45.7%;電感損耗占比略有下降,但是仍然占據(jù)了32.6%;SCR的損耗略有上升,從12.4%上升到14.4%。其他諸如風扇,監(jiān)控,控制板等占比均有下降。

蓄電池應(yīng)用領(lǐng)域與分類：
◆　免維護無須補液；　　　　　　　　　　● UPS不間斷電源；
◆　內(nèi)阻小，大電流放電性能好；　　　　　● 消防備用電源；
◆　適應(yīng)溫度廣；　　　　　　　　　　　　● 安全防護報警系統(tǒng)；
◆　自放電??；　　　　　　　　　　　　　● 應(yīng)急照明系統(tǒng)；
◆　使用壽命長；　　　　　　　　　　　　● 電力，郵電通信系統(tǒng)；
◆　荷電出廠，使用方便；　　　　　　　　● 電子儀器儀表；
◆　安全防爆；　　　　　　　　　　　　　● 電動工具,電動玩具；
◆　*配方，深放電恢復性能好；　　　　● 便攜式電子設(shè)備；
◆　無游離電解液，側(cè)倒仍能使用；　　　　● 攝影器材；
◆　產(chǎn)品通過CE,ROHS認證,所有電池　　　　● 太陽能、風能發(fā)電系統(tǒng)；
符合國家標準?！　　　　　　　　　　　?nbsp;巡邏自行車、紅綠警示燈等。

梅蘭日蘭蓄電池秉承一貫技術(shù)優(yōu)勢，與梅蘭日蘭UPS一起構(gòu)建*的電源保護方案。

產(chǎn)品特點

*的密封型免維護設(shè)計
　　設(shè)計壽命長達10年
　　迎合了高頻率，深程度放電的需要，很大地提高了放電的持久性及深循環(huán)放電能力
　　浸泡式極板化成（*的FTF極板化成工藝）
　　分析純硫酸電解液
　　電解液不分層，無需均衡充電
　　無腐蝕氣體泄漏
　　閥控式zui大開啟壓力為5Psi（1Psi≈7KPA）
　　任意方向放置使用
　　電池外殼及蓋采用ABS材料
　　強化阻燃材料（UL94V-0級）可供用戶選用
　　自放電低
　　通過IATA機構(gòu)無害產(chǎn)品認證
　　符合IEC896-2，D/N43534，及BS6290 Pt4, EUROBAT標準

應(yīng)用領(lǐng)域

電力電網(wǎng)
　　IT機房
　　電信網(wǎng)絡(luò)
　　移動機房
　　數(shù)據(jù)中心
　　金融
　　工業(yè)

制造業(yè)

蓄電池售后服務(wù)： 

1． 對售出的電池我們建立《顧客檔案》，實行跟蹤服務(wù)。 

2． 電池售出后，實行隨時跟蹤，并執(zhí)行每年至少一次的*巡檢，并向顧客報告蓄電池使用情況，讓顧客用的放心。 

3． 發(fā)生顧客投訴時，一小時內(nèi)提供解決方案。包括現(xiàn)場恢復方案及退貨處理方案，直到顧客滿意。宗旨是將客戶的麻煩降到zui小。 

4． 正常情況下，退回電池在到貨兩周內(nèi)出具檢測報告，確屬我司原因我司承擔責任；非我司電池原因，我們出具相應(yīng)報告，對顧客的使用加以指導 

質(zhì)保規(guī)則：
質(zhì)量保證期限：視使用方法及使用客戶，質(zhì)保期為三年。
使用說明：鉛酸蓄電池長時間放置三個月要為電池補充電量，放置半年讓電池充放一次，達到一個循環(huán);使用過 程中，切忌把電放干再充電，對電池影響很大，要 隨用隨充電，充滿為止，但也不要過充、過放電。
包裝：為紙箱，根據(jù)運輸距離可打扎帶，可打木箱。 紙箱包裝：1只/箱，采用物流長途運輸或兩箱打一個包 裝，節(jié)約運輸費用。
運輸：樣品可采用快遞方式，批 量貨，可采用物流或客車， 部分地區(qū)根據(jù)長期經(jīng)銷商情況可采用代收款的方 式或預付30%--70%定金，余款代收的方式。
驗收：不管采用哪種方式運輸貨物，請客戶和收貨人一定在承運單位當事人在場時當場查驗收貨，查看外包 裝，是否破損，變形，是否沾水，小件可拿起來晃動，聽聽內(nèi)部是否有配件脫落，用手捏一捏內(nèi)部是否有 碎屑或裂縫等，確保我們的貨物和產(chǎn)品安全到達目的地。若遇到不可抗因素，我們?nèi)娇蓞f(xié)調(diào)解決運輸問 題 。

鄭重聲明：本公司所售全部蓄電池保證是原廠原裝產(chǎn)品，，簽訂合同，38AH以上出現(xiàn)非人為質(zhì)量問題三年內(nèi)免費更換同等型號的全新電池，請廣大客戶放心采購！ 

從以上的對比可以看出,IGBT、二極管、電感等的損耗是UPS損耗的大頭,要想提升UPS的效率,一方面需要從降低這些器件損耗入手,另一方面,可以選擇更優(yōu)的拓撲結(jié)構(gòu)。

3 如何降低UPS損耗

(1)降低器件損耗

高頻UPS所用的半導體器件主要為IGBT、二極管以及MOSFET。由于自身結(jié)構(gòu)和工作特性不同,器件損耗構(gòu)成各有不同。

①IGBT

IGBT的損耗由導通損耗和開關(guān)損耗構(gòu)成。

導通損耗等于導通電流ICE和正向?qū)▔航礥CE的乘積


開關(guān)損耗分為開通和關(guān)斷損耗,可以用單次通斷的能量損耗(Eon或Eoff)乘以開關(guān)頻率Fsw來表示  

    


降低IGBT損耗需要選擇導通壓降低、開關(guān)損耗小的型號。由于通常導通壓降低和開關(guān)損耗小無法同時選擇,所以需要判斷實際電路中導通損耗比較大還是開關(guān)損耗比較大,然后選擇收益zui大的一個方向挑選IGBT。

隨著半導體技術(shù)的發(fā)展,IGBT也逐漸呈現(xiàn)高效化的趨勢,新一代的IGBT通常比上一代損耗降低,所以優(yōu)先挑選采用技術(shù)的IGBT也是降低損耗的一個常用手法。華為UPSU5000在整流和逆變電路上選擇了不同型號的IGBT以配合電路實際工作特性,以求達到損耗zui小。

注:部分電路中IGBT的反并聯(lián)二極管也會產(chǎn)生損耗,選擇IGBT時也需要注意二極管特性。

②二極管

在UPS中會使用較多的功率二極管,按照電路工作的頻率,二極管分為高頻二極管和整流(工頻)二極管,兩種二極管的損耗略有差異,本文主要討論高頻二極管的情況。

高頻二極管的損耗主要由導通損耗和開關(guān)損耗構(gòu)成,導通損耗等于正向?qū)娏鱅F和正向?qū)▔航礥F的乘積:

  
開關(guān)損耗主要是由二極管的反向恢復電流引起的
  

式中,Udiode-REC為二極管的反向電壓,Ileakage-diode-REC為二極管的反向恢復電流。

二極管的總損耗為:

              
如上式所示,如果要降低高頻二極管的損耗,需要挑選導通壓降小和反向恢復快的二極管。

③功率電感

功率電感的損耗由磁芯損耗和線圈損耗組成。磁芯損耗分為磁滯損耗、渦流損耗和剩余損耗。UPS一般工作頻率不高,大部分在20kHz左右,磁芯損耗主要由磁滯損耗和渦流損耗構(gòu)成,通常磁芯供應(yīng)商的擬合損耗曲線會包含這些損耗。以CSC sendust26μ磁芯為例,圖8中給出了損耗的擬合公式,先計算出B,再代入工作頻率即可得到單位體積的損耗。降低B能有效降低磁芯損耗,即可以選擇增大磁路截面積或提高頻率、降低工作電壓等措施來降低磁芯損耗。例如:以CSC鐵硅鋁26μ的磁芯為例,如果將磁芯的截面積增加25%,其他條件不變,則B會降低25%,磁芯損耗則會降低45%。

線圈損耗是電流在導線上流過產(chǎn)生的。通常流過電感的電流包括直流或工頻的低頻電流和開關(guān)頻率的高頻電流。由于集膚效應(yīng)的存在,開關(guān)頻率較高時線圈的交流阻抗會大于直流阻抗,所以設(shè)計時如果開關(guān)頻率較高,需要用多股細線并繞來降低集膚效應(yīng)的影響。

④風扇

風扇的損耗主要來自電機,通常電機的損耗和轉(zhuǎn)速的立方成正比,所以在不同負載段適當調(diào)整風扇轉(zhuǎn)速,可以降低各負載段的風扇損耗。

(2)優(yōu)化拓撲結(jié)構(gòu),降低損耗

除了以上討論的降低器件損耗外,通過優(yōu)化UPS的拓撲結(jié)構(gòu)也可以降低損耗。在UPS領(lǐng)域,大量應(yīng)用多電平拓撲。相對于以前使用的兩電平拓撲,現(xiàn)在常用的二極管箝位型三電平拓撲與傳統(tǒng)兩電平拓撲逆變器相比,可以減小濾波電感的尺寸和損耗。

①三電平損耗分析

圖9給出二極管箝位型三電平逆變器拓撲。電路主要損耗為開關(guān)器件的導通損耗、開關(guān)損耗以及輸出濾波電感損耗。因三相電路三個橋臂的損耗相同,為便于計算,基于A相單相橋臂進行損耗分析。

如圖10給出A相橋臂開關(guān)VT1～VT4的驅(qū)動信號ugVT1～ugVT4與輸出電壓uo、電流io關(guān)系示意圖。開關(guān)動作情況可根據(jù)uo、io的方向分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四個區(qū)域。

ugVT1～ugVT4與uo、io的關(guān)系由圖10可以看出,在Ⅰ區(qū)域中,io方向為負,即流入變換器。當輸出高電平時,VD1,VD2導通;當輸出零電平時,VD5,VT3導通。忽略io在一個開關(guān)周期中的變化,則Ⅰ區(qū)域中逆變器單相半導體器件損耗功率為
     
式中,EswⅠ為Ⅰ區(qū)域器件消耗的總開關(guān)損耗能量;EconⅠ+為Ⅰ區(qū)域輸出高電平時,器件消耗的總導通損耗能量;EconⅠ0為Ⅰ區(qū)域輸出零電平時,器件消耗的總導通損耗能量;f為輸出電壓頻率。在Ⅱ區(qū)域中,io方向為正,即流出變換器。當輸出高電平時,VT1、VT2導通,輸出零電平時,VD6、VT2導通。Ⅱ區(qū)域?qū)ㄆ骷疽鈭D忽略io在一個開關(guān)周期中的變化,則Ⅱ區(qū)域中逆變器單相半導體器件損耗功率為

式中,EswⅡ為Ⅱ區(qū)域器件消耗的總開關(guān)損耗能量;EconⅡ+為II區(qū)域輸出高電平時,器件消耗的總導通損耗能量;EconⅡ0為Ⅱ區(qū)域輸出零電平時,器件消耗的總導通損耗能量。分析可知,Ⅲ區(qū)域與Ⅰ區(qū)域,Ⅳ區(qū)域與Ⅱ區(qū)域分別為對偶關(guān)系,所以Ⅲ區(qū)域的器件損耗與Ⅰ區(qū)域相同,Ⅳ區(qū)域的器件損耗與Ⅱ區(qū)域相同,故三電平逆變器三相半導體器件總損耗功率為

②兩電平損耗分析

兩電平逆變器拓撲如圖11所示。同樣,根據(jù)uo和io的方向,將開關(guān)動作情況分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四個區(qū)域,則兩電平逆變器三相半導體器件總損耗功率可表示為


各分量計算與三電平對應(yīng),但需修改相應(yīng)的損耗參數(shù)。

對比式(1)和式(2),用Mathcad軟件可算出三電平和兩電平逆變器在相同給定應(yīng)用條件下的損耗和效率。

按照以下給定值計算:三電平逆變器以IGBT為開關(guān)器件,型號為2MBI  300U2B-060(600V/300A),二極管VD1～VD6型號為1FI150B-060(600V/200A);兩電平逆變器所用IGBT型號為2MBI300UC-120(1200V/300A);兩種拓撲逆變器驅(qū)動電阻Rg=5Ω,工作溫度Tj=125℃。理論計算,當fs=10kHz時,三電平逆變器效率比兩電平逆變器提高1.7%;當fs=20kHz,三電平逆變器效率可提高2.79%?？梢钥闯?選擇更優(yōu)的拓撲可以顯著提高效率。

(3)采用模塊化UPS降低系統(tǒng)損耗

選用模塊化的優(yōu)點如下:

①按需擴容

模塊化UPS的一大優(yōu)勢在于可在線擴容,這種設(shè)計使得客戶不于超前規(guī)劃UPS系統(tǒng)的容量,而可以在適合的范圍內(nèi)接近負載容量,從而達到的效率點。

②模塊冗余

UPS系統(tǒng)的可靠性是客戶非常看重的指標。一般來說,N+1冗余系統(tǒng)可以滿足大部分應(yīng)用場景的可靠性需求,也是的配置方式。一般塔式系統(tǒng)采用N+1只保證了可靠性,但是會導致初期投資較高,并且也會讓負載率低于50%,采用模塊化機器則不會有這個問題。

③智能休眠功能

模塊化UPS一般具有智能休眠功能,采用這個功能可有效改善因低載帶來的低效現(xiàn)象。智能休眠的示意圖如圖12所示。UPS將根據(jù)目前所處負載情況,在留有冗余的前提下,休眠1～2個模塊,從而提升其他工作中機器的負載率,使得系統(tǒng)效率得以提升。且原有系統(tǒng)負載率越低,節(jié)能效果越顯著。以負載率為20%的3+1模塊冗余系統(tǒng)為例,通過智能休眠功能,系統(tǒng)將休眠2個模塊,使得剩余2臺機器負載率達到40%,且這種情況下UPS系統(tǒng)仍保留冗余,即保障1臺機器故障時,剩余1臺機器仍可正常帶載運行。仍以500kW負載為例,空調(diào)EER=3:1,休眠前后的節(jié)能對比見表2。

從表2的對比可見,休眠后的總損耗降低了三分之一以上,10年可節(jié)約204萬度電,帶來約100萬元人民幣的收益。華為UPS5000-E除具備輪換休眠功能外,系統(tǒng)會對工作的模塊進行定期輪換,以保證工作時間平均,延長模塊壽命。圖13為UPS5000-E智能輪換休眠的示意圖。

4 結(jié)束語

當今業(yè)界UPS率普遍可以達到96%甚至更高,但是提升UPS效率仍然是整個業(yè)界一直持續(xù)追求的,選用優(yōu)質(zhì)器件、更優(yōu)的拓撲是提升UPS效率的可靠途徑,同時模塊化UPS智能休眠等特性可以讓UPS工作在*效率區(qū)間。

本公司是一家集機房網(wǎng)絡(luò)工程、ups不間斷電源產(chǎn)品銷售，ups電源產(chǎn)品個性化定制服務(wù)于一體的專業(yè)化公司。我們擁有完善的售前、售中、售后的服務(wù)體系，擁有一支多年從事ups電源已經(jīng)梅蘭日蘭電池營銷團隊和技術(shù)服務(wù)支持，可向我們的客戶提供技術(shù)咨詢技術(shù)講座以及維修場地設(shè)計、現(xiàn)場安裝等*的服務(wù)。公司自成立至今就以誠實經(jīng)營高質(zhì)服務(wù)作為立足之本，讓您滿意是我們zui大的zui求。