باتری‌های با نرخ تخلیه بالا: یک راهکار کارآمد برای تامین برق پشتیبان مراکز داده

واحدهای تغذیه اضطراری (BBU) درون رک‌های سرور مستقر می‌شوند و به طور یکپارچه به تجهیزات فناوری اطلاعات متصل می‌شوند. هنگامی که منبع تغذیه اصلی قطع می‌شود، سیستم در عرض چند میلی‌ثانیه به برق پشتیبان سوئیچ می‌کند تا سرورها به طور پایدار کار کنند. اگرچه مدت زمان پشتیبان‌گیری فقط ۲ تا ۴ دقیقه است، اما یک بازه زمانی بحرانی برای راه‌اندازی ژنراتور یا تعویض برق اصلی به دست می‌آورد و به طور مؤثر از از دست رفتن داده‌ها و آسیب سخت‌افزاری جلوگیری می‌کند.

مصرف برق سرورهای تکی مدرن از ۳ کیلووات، ۵ کیلووات و حتی ۸ کیلووات فراتر رفته است. باتری‌های پشتیبان باید قابلیت دشارژ مداوم با نرخ بالای ۵C-10C را داشته باشند. با بهینه‌سازی پیکربندی سری-موازی سلول‌های ۱۸۶۵۰/۲۱۷۰۰ با نرخ بالای شارژ (مثلاً پیکربندی‌های ۴S3P، ۴S2P)، می‌توان به توان خروجی لحظه‌ای بیش از ۴۳۰ وات در یک فضای فشرده دست یافت و نیازهای سناریوهای با تراکم بالا مانند محاسبات شتاب‌یافته با GPU را برآورده کرد.

در طول تخلیه با سرعت بالا، سلول‌های باتری مقدار زیادی گرما را فوراً تولید می‌کنند. با این حال، در سناریوهای برق پشتیبان، زمان تخلیه کوتاه و فرکانس پایین است، که باعث می‌شود گرما به محیط خارجی منتقل نشود. پوشش‌های پلاستیکی سنتی رسانایی حرارتی کم و ظرفیت گرمایی کمی دارند، که کنترل افزایش دمای سلول را در دمای 25 درجه سانتیگراد (در شرایط کاری دمای محیط 45 درجه سانتیگراد) دشوار می‌کند. اگر تجمع گرما باعث گرم شدن بیش از حد سلول‌ها شود، نه تنها بر عملکرد برق پشتیبان تأثیر می‌گذارد، بلکه پیری سلول را تسریع کرده و عمر مفید آن را کاهش می‌دهد.

بسته باتری بهینه شده با نرخ تخلیه بالا نه تنها گلوگاه‌های اتلاف گرما را برطرف می‌کند، بلکه مزایای سازگاری با سناریوهای خاص را نیز ارائه می‌دهد. طراحی ماژولار امکان ترکیب انعطاف‌پذیر سلول‌ها را برای برآورده کردن نیازهای برق 3 کیلووات تا 8 کیلووات رک‌های سرور مختلف فراهم می‌کند. هیچ تجهیزات اتلاف حرارت اضافی مورد نیاز نیست و در فضای مرکز داده و مصرف انرژی صرفه‌جویی می‌شود. پاسخ سریع، انتقال برق یکپارچه را تضمین می‌کند و قابلیت اطمینان سیستم را بیشتر افزایش می‌دهد.