Pouvez-vous remplacer les batteries de groupe de secours VRLA par des batteries lithium? Quoi vérifier en premier

Si votre alimentation électrique de secours utilise actuellement des batteries VRLA et que ces batteries approchent de la fin de leur vie, vous pourriez envisager un remplacement de la batterie UPS au lithium. Mais pouvez-vous simplement retirer les piles VRLA et les remplacer par des piles lithium ?

Parfois, mais pas en tant que remplacement simple.

Une mise à niveau VRLA en lithium dépend de la tension du bus continu du groupe électrogène, des caractéristiques de charge, des besoins en puissance de la batterie, de l'interface de communication, de l'espace d'installation physique et des exigences de protection. La correspondance de la tension nominale et de la capacité seule ne garantit pas la compatibilité.

Pour les centres de données, les installations industrielles et d'autres applications nécessitant une alimentation critique, la bonne approche consiste à évaluer le système de groupe électrogène existant et de batteries en tant que système intégré avant de sélectionner un remplacement au lithium.

Que devez-vous vérifier avant de remplacer le VRLA par un lithium?

Avant de choisir une batterie de groupe électrogène au lithium, commencez par les spécifications du groupe électrogène existant et du système de batterie VRLA.

1. Tension du bus DC de la centrale électrique et plage de fonctionnement de la batterie

Vérifiez la tension de batterie requise par le UPS et la plage de tension d'exploitation de la batterie acceptable.

Une batterie au lithium peut avoir une tension nominale similaire à la configuration VRLA existante, mais une courbe de tension et une plage de fonctionnement différents. Le système de batterie au lithium doit rester dans la plage d'entrée acceptable du groupe de secours pendant la charge et le décharge.

2. Tension de charge, courant et profil de charge

VRLA et les batteries au lithium n'utilisent pas nécessairement les mêmes paramètres de charge.

La batterie de remplacement doit donc être évaluée par rapport à la tension de charge de l'UPS, aux limites de courant, à la logique de charge et aux paramètres de protection. Dans certains projets de rénovation, le firmware de l'UPS, les paramètres de contrôle ou d'autres paramètres du système peuvent également nécessiter une vérification.

3. Alimentation électrique de secours et temps d'autonomie

Le système au lithium doit fournir une puissance de décharge suffisante pour la charge du groupe électrogène ainsi que le temps de secours requis.

Cela est particulièrement important pour les applications de groupe électrogène à haute puissance. Une batterie peut avoir une capacité énergétique suffisante en kWh mais tout de même ne pas être adaptée si ses caractéristiques de puissance de décharge ou de tension ne répondent pas aux exigences du groupe électrogène.

Pour des calculs détaillés de la capacité de la batterie, consultez le guide d'ACE Battery sur comment calculer la taille de la batterie UPS.

4. Installation physique et connexions

Vérifiez l'espace disponible dans le coffre ou l'armoire, les dimensions de la batterie, le poids, les connecteurs, la configuration des câbles, les besoins en ventilation ou en refroidissement, et la méthode d'installation.

Les systèmes au lithium peuvent offrir un avantage important en termes d'espace par rapport aux bancs de batteries VRLA conventionnels, mais le remplacement doit toujours s'adapter à l'installation existante et répondre aux exigences mécaniques du projet.

Le point principal : la compatibilité électrique, la compatibilité mécanique et l'intégration du système doivent tous être évalués ensemble.

Le Batterie Lithium a-t-elle besoin de communiquer avec le SEC?

Dans de nombreuses applications de groupe électrogène au lithium, la gestion de la batterie est plus sophistiquée que simplement surveiller la tension de la batterie.

Un système de batterie au lithium intègre normalement un Système de gestion de batterie (BMS) pour surveiller et protéger la batterie. Selon la conception du système, le BMS peut surveiller :

• État de charge (SOC)

• État de santé (SOH)

• Température de la cellule et de la batterie

• Le courant de charge et de décharge

• Conditions de surtension et de tension insuffisante

• Conditions de protection contre les surintensités et autres protections

Le système de la UPS et de la batterie peut également échanger des informations d'exploitation et d'alarme via des interfaces telles que CAN, RS485, Modbus ou contacts secs.

Cela signifie qu'une batterie lithium peut répondre aux spécifications de tension et de capacité requises, mais nécessite toujours une communication supplémentaire ou une intégration du système de gestion de batterie (BMS) avant de pouvoir fonctionner correctement avec un onduleur existant.

Pour un projet de mise à niveau, confirmez :

• Quel protocole de communication le groupe électrogène prend en charge

• Si le BMS lithium supporte le protocole requis

• Quelles informations sur les alarmes et l'état de la batterie doivent être échangées

• Que ce soit le microprogramme ou les paramètres de contrôle qui doivent être modifiés

• Comment le système doit répondre aux événements de protection de la batterie

Pour les systèmes de secours de grande taille, cette couche de communication est une partie importante de l'évaluation de compatibilité plutôt qu'une fonctionnalité facultative.

Devriez-vous utiliser une batterie de groupe électrogène au lithium standard ou personnalisée ?

Une fois que les exigences électriques et système sont comprises, la prochaine question est de savoir si une batterie de groupe de secours au lithium standard convient ou si une solution personnalisée est nécessaire.

Quand pouvez-vous utiliser une batterie de groupe électrogène au lithium standard ?

Une solution standard peut être appropriée lorsqu'：

• Le groupe électrogène est conçu pour supporter les batteries au lithium

• Tension de la batterie et plage de fonctionnement sont compatibles

• Les paramètres de charge sont pris en charge

• La puissance et le temps de fonctionnement requis sont compris dans les spécifications de la batterie

• La communication BMS est prise en charge

• Le coffret de batterie ou l'armoire convient à l'installation

• Connecteurs standards, fonctions de protection et configurations répondent aux exigences du projet

Dans ces cas, un système de batterie de groupe électrogène au lithium standard peut simplifier le déploiement et raccourcir le processus d'intégration.

Quand un batterie de secours lithium personnalisée est-elle requise?

La personnalisation devient plus pertinente lorsqu'une UPS existante ou un projet a des exigences non standards, telles que:

• Une tension continue (DC) spécifique ou une configuration de batterie

• Protocoles de communication UPS propriétaires

• Fonctions BMS personnalisées ou mappage de communication

• Espace de rack ou d'armoire limité

• Exigences spécifiques pour le connecteur, le câble ou les composants mécaniques

• Exigences de courant de décharge élevées

• Une configuration de batterie VRLA obsolète ou difficile à trouver

• Intégration dans un onduleur OEM ou un système industriel

• Un projet nécessitant une production de batteries répétée plutôt qu'un remplacement unique

Pour ces projets, l'objectif n'est pas simplement de trouver une batterie au lithium avec la même capacité en Ah. Le système de batterie peut avoir besoin d'être conçu autour des exigences électriques, mécaniques, de communication et d'exploitation du groupe de secours.

Quels sont les avantages de passer du VRLA à la batterie lithium ?

Lorsque le groupe de secours existant convient à une mise à niveau au lithium, la mise à jour peut offrir des avantages au-delà du remplacement d'une batterie vieillissante.

Plus grande densité de puissance et moins d'exigences en espace

Les systèmes de batteries lithium peuvent fournir une puissance plus élevée à partir d'une configuration de batterie plus compacte que les banques VRLA conventionnelles.

Pour exemple, la batterie ACE's Les armoires de batteries lithium U300, U400 et U500 sont conçus en tant que systèmes de alimentation de secours DC pour les applications de groupe électrogène de puissance moyenne et élevée. Selon les spécifications du système ACE, les armoires sont conçues pour supporter plus de 1/2 MW de puissance de décharge dans un rack IT de 19 pouces, avec une occupation d'espace environ 70 % inférieure aux batteries VRLA.

Cela peut être particulièrement précieux dans les centres de données et les salles informatiques d'entreprises où l'espace des étagères et du sol est limité.

Plus longue durée de vie du design et moins fréquente remplacement

Les systèmes U300/U400/U500 ont une durée de vie de 15 ans, par rapport à environ trois fois la durée de vie des batteries VRLA conventionnelles selon les spécifications énoncées par ACE.

Une durée de service plus longue peut réduire la fréquence des projets de remplacement de batterie, ainsi que le travail associé, la planification de temps d'arrêt et les exigences de maintenance.

Performances de haute puissance pour les systèmes de secours de grande taille

Les applications de groupe électrogène à haute puissance peuvent nécessiter des batteries capables de délivrer un courant important lors d'événements de secours de courte durée.

Les systèmes U300/U400/U500 d'ACE utilisent des modules de batteries lithium à haut taux de décharge et prennent en charge des architectures de coffrets configurables pour des besoins de puissance de secours UPS d'environ 200 à 500 kW. Un seul coffret peut accueillir 8 à 12 modules de batteries, avec des options de courant de boîtier de 600A, 800A ou 1000A. Plusieurs coffrets peuvent également être connectés en parallèle pour des besoins plus importants.

La configuration peut donc être adaptée aux différentes exigences de puissance et de durée d'autonomie des groupes électrogènes, plutôt que de s'appuyer sur une seule configuration fixe de batterie.

Protection intégrée du BMS et du système

Un système de batterie UPS au lithium offre également un suivi et une protection plus actifs des batteries grâce à son SGB.

Les systèmes U300/U400/U500 utilisent une structure de protection BMS à trois niveaux et intègrent un contrôle intelligent de la charge et de la décharge en fonction des conditions d'exploitation telles que la puissance, la température et l'état de santé de la batterie.

Les systèmes utilisent la technologie de batterie LFP et comprennent des mesures de protection contre la surchauffe et de vérification. Les systèmes sont spécifiés pour respecter UL9540A, UL1973, et UL1642 .

Communication et surveillance plus flexibles

Pour les projets nécessitant une surveillance à distance des batteries ou une intégration avec des systèmes de gestion de l'énergie existants, la capacité de communication peut également être importante.

Les systèmes U300/U400/U500 prennent en charge des interfaces telles que CAN, RS485, RS232, USB, contact sec et Modbus TCP/IP, ainsi qu'une interface LCD et des fonctions de surveillance à distance/Mise à jour à distance.

L'interface appropriée dépend de la UPS et de l'architecture du projet, donc la compatibilité de communication doit encore être confirmée pendant l'évaluation du système.

Quelles informations devez-vous fournir pour une mise à niveau VRLA vers Lithium ?

Si vous évaluez un remplacement de lithium pour un système de batterie de secours VRLA existant, fournir les informations suivantes peut aider un fournisseur de batteries à déterminer si une solution standard est adaptée ou si une personnalisation est nécessaire.

Informations UPS

• Marque et modèle de la marque UPS

• Alimentation UPS notée

• Tension du bus DC

• Spécifications de charge de la batterie

• Interface de communication de la batterie UPS

• Manuels UPS ou documentation technique disponibles

Informations sur la batterie existante

• Constructeur et modèle de batterie VRLA

• Tension de la batterie et capacité en Ah

• Nombre de piles

• Série/parallèle

• Dimensions des armoires ou racks de batterie existants

Exigences du projet

• Temps de fonctionnement de sauvegarde requis

• Puissance de charge UPS ou puissance de décharge requise

• Espace d'installation disponible

• Température d'exploitation et environnement d'installation

• Exigences de communication

• Certifications obligatoires

• Quantité initiale du projet et volume de production prévu

Avec ces informations, le fournisseur de batterie peut évaluer les exigences électriques et mécaniques avant de recommander une architecture de remplacement.

Considérant une mise à niveau d'un onduleur VRLA en lithium ?

Remplacer les batteries VRLA par des batteries lithium n'est pas simplement une question de correspondre la tension et la capacité. Le groupe électrogène, la batterie, le système de gestion de la batterie, le système de communication et l'installation physique doivent tous fonctionner ensemble.

Pour les applications standards, une batterie de groupe électrogène au lithium standard peut être suffisante. Pour les systèmes de groupe électrogène à haute puissance, les centres de données, les équipements industriels ou les projets OEM avec des exigences spécifiques en tension, communication, mécanique ou puissance, un système de batterie UPS au lithium personnalisé peut offrir une meilleure adaptation.

ACE Battery fournit solutions de batteries lithium personnalisées pour le groupe de secours et les applications à puissance critique.

Partagez votre modèle de groupe électrogène, les spécifications des batteries VRLA existantes, le temps de secours requis et les exigences du projet avec ACE Battery. Notre équipe peut évaluer la compatibilité électrique, les besoins en BMS et en communication, l'intégration mécanique et la configuration du système afin de déterminer la solution appropriée en batterie de groupe électrogène lithium.