Quelles batteries sont utilisées dans les systèmes UPS des centres de données ?

Les systèmes UPS des centres de données utilisent principalement des batteries au plomb-acide à régulation par valve (VRLA) et au lithium-ion, notamment au lithium-phosphate de fer (LiFePO4 ou LFP). Certaines installations utilisent également des batteries au plomb ou au nickel-cadmium inondées pour des applications spécialisées.

Une batterie UPS de centre de données fournit de l'énergie stockée lorsque l'alimentation électrique est interrompue, permettant aux équipements critiques de rester opérationnels pendant que les générateurs démarrent, qu'une autre source d'alimentation prend le relais ou que les systèmes effectuent un arrêt contrôlé.

La sélection de la batterie n’affecte pas seulement la durée de sauvegarde. Il détermine également l'espace occupé par l'installation, la fréquence à laquelle les batteries doivent être remplacées et l'efficacité avec laquelle l'onduleur peut répondre aux demandes de puissance élevée.

Cet article explique les technologies de batterie utilisées dans les centres de données modernes, compare leurs caractéristiques de fonctionnement et explore comment MANLY Battery prend en charge les projets d'alimentation de secours critiques.

Types de batteries UPS pour centres de données : VRLA, lithium-ion et plus

Le plomb-acide VRLA et le lithium-ion sont les deux principales technologies de batteries utilisées dans les systèmes UPS des centres de données modernes. Les deux stockent l’énergie électrique pour une utilisation immédiate en cas de panne, mais leur composition chimique, leur densité énergétique, leurs exigences de maintenance et leur durée de vie diffèrent.

Un système de batterie UPS de centre de données contient généralement plusieurs cellules ou modules connectés disposés pour répondre à la tension CC, à la puissance de sortie et à la durée de fonctionnement requises par le fabricant de l'UPS.

Les quatre principales catégories de batteries sont :

Type de batterie	Caractéristiques principales	Applications typiques
Plomb VRLA	Technologie UPS établie, coût initial réduit	Centres de données d'entreprise, salles de serveurs, installations UPS existantes
Lithium-ion	Haute densité énergétique, longue durée de vie, surveillance intégrée	Centres de données modernes, systèmes UPS modulaires, informatique distribuée
Batteries plomb-acide inondées	Cellules réparables, technologie de batterie stationnaire établie de longue date	Grandes installations industrielles et installations spécialisées
Nickel-cadmium	Large capacité de température de fonctionnement, chimie industrielle durable	UPS industriels et environnements d'exploitation difficiles

Batteries au plomb VRLA (AGM et Gel)

Les batteries au plomb régulées par valve sont utilisées dans les équipements UPS depuis des décennies. Ce sont des conceptions scellées et réglementées qui réduisent l’entretien de routine de l’électrolyte par rapport aux batteries au plomb inondées.

Deux constructions VRLA courantes sont l'AGM et le gel.

AGM (tapis de verre absorbant) les batteries utilisent des séparateurs en fibre de verre pour maintenir l'électrolyte contre les plaques de la batterie. Leur faible résistance interne prend en charge les courants de décharge élevés souvent requis lors de brefs événements de sauvegarde de l'onduleur.

L'AGM est particulièrement pertinent lorsqu'un UPS doit fournir une puissance importante pendant plusieurs minutes plutôt que de fournir une faible charge électrique pendant plusieurs heures.

Batteries au gel immobiliser l'électrolyte à l'aide d'un gel à base de silice. Ils sont utilisés dans certaines applications stationnaires et à cycle profond, bien que l'AGM soit généralement plus courant dans les installations UPS à haut débit.

Les batteries VRLA restent largement utilisées car elles s'intègrent aux équipements UPS établis et offrent un cadre d'achat et de maintenance familier.

Batteries lithium-ion (LFP et NMC)

Batteries lithium-ion utiliser le mouvement des ions lithium entre les électrodes pour stocker et libérer de l’énergie électrique. Par rapport à la technologie plomb-acide traditionnelle, les systèmes lithium-ion offrent généralement une plus grande densité énergétique, un poids inférieur et une durée de vie plus longue.

Deux produits chimiques lithium-ion importants utilisés dans les applications UPS sont le LFP et le NMC.

Phosphate de fer et de lithium (LiFePO4 ou LFP) utilise une cathode fer-phosphate. Sa stabilité thermique, sa durabilité en cycle et son adéquation aux applications stationnaires en font une chimie intéressante pour l'alimentation de secours critique.

Les batteries LFP prennent également en charge des systèmes de gestion de batterie intelligents qui surveillent la tension, la température, le courant et les conditions de fonctionnement de la batterie.

Nickel-manganèse-cobalt (NMC) les batteries utilisent une chimie cathodique différente avec une densité énergétique élevée. Les fabricants d'onduleurs utilisent NMC dans des applications sélectionnées où les caractéristiques des cellules et l'ingénierie globale du système répondent aux exigences en matière de puissance, d'espace et de sécurité.

Les deux produits chimiques peuvent prendre en charge les applications des centres de données lorsqu'ils sont intégrés dans des systèmes UPS correctement conçus et qualifiés.

Eaton Documentation de sécurité de l'onduleur lithium-ion discute des caractéristiques thermiques du LFP, tandis que Vertiv identifie à la fois le LFP et le NMC parmi les produits chimiques utilisés dans les équipements UPS.

Batteries au plomb et au nickel-cadmium inondées

Les batteries au plomb inondées contiennent de l'électrolyte liquide et permettent une inspection et un entretien périodiques. On les retrouve dans certaines grandes installations de batteries stationnaires où les opérateurs ont mis en place des programmes de maintenance et une infrastructure de batteries dédiée.

Contrairement aux batteries VRLA, les conceptions inondées nécessitent une attention supplémentaire aux niveaux d'électrolyte, à la ventilation et à la maintenance associée.

Les batteries nickel-cadmium (NiCd) utilisent des électrodes positives à base de nickel et des électrodes négatives à base de cadmium. Ils peuvent fonctionner dans des conditions de température difficiles et ont une longue expérience en matière d'alimentation de secours industrielle.

Les batteries NiCd sont particulièrement associées aux environnements industriels spécialisés où la tolérance à la température et les pratiques de maintenance établies sont importantes.

Pour la plupart des nouveaux projets de centres de données commerciaux, la comparaison pratique commence par le VRLA et le lithium-ion. Les autres technologies deviennent pertinentes lorsque des conditions d’exploitation spécifiques ou des infrastructures existantes l’exigent.

Comparaison des batteries UPS pour centres de données : VRLA et lithium-ion

Les principales différences entre les batteries VRLA et les batteries UPS lithium-ion sont la durée de vie, le coût du cycle de vie, l'empreinte physique, le comportement de charge et les exigences de maintenance.

Les deux technologies peuvent fournir une alimentation de secours fiable lorsqu’elles sont correctement dimensionnées et intégrées. Cependant, leurs caractéristiques financières et opérationnelles influencent la manière dont les opérateurs planifient leurs investissements dans les infrastructures à long terme.

Durée de vie et coût total de possession

La durée de vie des batteries est importante car le remplacement d'un parc de batteries UPS implique bien plus que l'achat de nouvelles batteries. La main d’œuvre de maintenance, les tests, l’élimination, l’accès à l’installation et la planification opérationnelle contribuent tous à la dépense globale.

L'analyse UPS publiée par Schneider Electric identifie la durée de vie typique du VRLA dans la plage d'environ 3 à 6 ans, contre environ 10 à 15 ans pour les systèmes lithium-ion dans les conditions considérées dans ses modèles.

Il s’agit de plages de planification et non de durées de vie garanties pour chaque produit. La durée de vie réelle dépend de la température de fonctionnement, des conditions de charge, de la conception de la batterie et de l'entretien.

Les batteries lithium-ion nécessitent généralement moins de cycles de remplacement sur une longue période de fonctionnement de l'onduleur. Cela peut réduire les dépenses cumulées de main-d’œuvre et de remplacement.

Le coût total de possession (TCO) doit inclure :

• Coûts initiaux de la batterie et de l’installation
• Remplacements de batterie prévus
• Maintenance préventive et surveillance
• Consommation d'énergie et refroidissement
• Élimination et recyclage des batteries
• Travaux opérationnels associés au remplacement

Par exemple, une installation prévoyant d'exploiter un onduleur pendant dix ans devrait comparer le coût complet sur dix ans de chaque technologie de batterie plutôt que de simplement comparer les devis initiaux.

Schneider Electric propose un Calculateur de coût total de possession lithium-ion par rapport à VRLA UPS pour examiner comment les intervalles de remplacement des batteries, l'efficacité et d'autres hypothèses influencent les coûts sur la durée de vie.

Espace, poids et température de fonctionnement

Les batteries lithium-ion fournissent généralement plus d’énergie stockée par unité de masse et de volume que les batteries au plomb.

Pour les centres de données, cette différence peut influencer la conception des salles d’équipement, l’allocation des racks, la gestion de l’installation et la charge au sol.

Une installation de batterie UPS compacte dans un centre de données peut laisser plus de place pour les équipements de distribution électrique, l'accès à la maintenance ou d'autres infrastructures critiques.

La température affecte également le vieillissement de la batterie.

Les batteries au plomb sont particulièrement sensibles à une exposition prolongée à des températures élevées. Des températures de fonctionnement plus élevées accélèrent la dégradation chimique et peuvent raccourcir leur durée de vie utile.

Les systèmes lithium-ion peuvent prendre en charge des conditions de température de fonctionnement plus larges, en fonction de la chimie de leurs cellules et de la conception de leur gestion thermique.

Cela crée des opportunités d’optimiser l’aménagement des salles de batteries et les contrôles environnementaux. Les besoins réels en refroidissement dépendent toujours de l'installation complète de l'onduleur, y compris des pertes électriques, de la ventilation et des spécifications du fabricant.

Performances de décharge, maintenance et fiabilité

Les batteries UPS doivent souvent fournir une puissance élevée immédiatement, même lorsque la durée de sauvegarde prévue est courte.

L’énergie stockée dans une batterie ne permet pas à elle seule de déterminer si elle peut répondre à cette exigence. Les cellules, la résistance interne, le courant de décharge autorisé, le système de gestion de la batterie et le comportement de la tension continue influencent tous les performances.

Les batteries lithium-ion conçues pour le service UPS peuvent conserver des caractéristiques de décharge utiles sur des profils de puissance exigeants. Leur BMS intégré prend également en charge la surveillance continue de l'état de la batterie.

En comparaison, les systèmes VRLA s'appuient généralement sur des inspections programmées, des mesures électriques et des équipements externes de surveillance des batteries.

Pour un gestionnaire d'installations, la distinction pratique réside dans la manière dont chaque technologie de batterie prend en charge la planification de la maintenance et la visibilité opérationnelle.

La comparaison la plus utile n’est pas simplement celle entre le plomb et le lithium. Il s’agit de la performance de deux systèmes de batteries complets et correctement conçus selon les exigences réelles de charge et d’autonomie de l’installation.

Produits de batterie MANLY pour UPS de centre de données et alimentation de secours

MANLY Battery fabrique des produits de batteries au lithium pour les infrastructures électriques des centres de données, les télécommunications et les applications de sauvegarde stationnaires.

Notre gamme de produits comprend des systèmes de batteries haute tension et des batteries LiFePO4 montées en rack de classe 48 V. Ces configurations prennent en charge différentes approches du stockage d'énergie, des projets de centres de données centralisés aux équipements de réseau distribués.

Pour un projet de batterie UPS de centre de données, la configuration appropriée dépend de la tension CC requise, de la demande d'énergie, de la disposition de l'installation et de l'interface de l'équipement.

MLP30000U : Système d'alimentation pour centre de données 307,2 V 100 Ah

Spécifications de base : Tension nominale 307,2 V | 100 Ah | Capacité nominale d'environ 30 kWh | Tension de charge maximale de 350,4 V | Courant de charge maximal de 50 A

Le Batterie MANLY MLP30000U est conçu autour d'une configuration de stockage d'énergie haute tension pour les applications d'alimentation des centres de données.

Sa caractéristique la plus distinctive est la combinaison d'une architecture CC nominale de 307,2 V et d'environ 30 kWh d'énergie stockée. Cela fournit une réserve d’énergie substantielle au sein d’un système destiné à être intégré dans une infrastructure électrique plus large.

Les configurations de batteries haute tension sont pertinentes pour les projets de centres de données où l'équipement de conversion de puissance nécessite une tension de bus CC définie plutôt qu'un parc de batteries conventionnel de classe 48 V.

Le MLP30000U comprend des modules de batterie et les composants de montage et de connexion associés. Une unité de commande d'onduleur de 10 kW est également identifiée comme accessoire optionnel, permettant aux ingénieurs de projet de discuter de l'architecture électrique autour de l'application prévue.

Pour une installation de centre de données, la valeur nominale de 30 kWh établit l’énergie nominale stockée approximative du système. La puissance qu'il peut fournir à un onduleur particulier et la durée de sauvegarde qui en résulte dépendent de la configuration approuvée du système, des limites de décharge et des caractéristiques de fonctionnement de l'onduleur.

Le MLP30000U est particulièrement pertinent pour les clients planifiant un projet de batterie haute tension qui nécessite une planification de la capacité et une intégration au niveau du système.

MLP48100 : batterie LiFePO4 montée en rack 51,2 V 100 Ah

Spécifications de base : Tension nominale 51,2 V | 100 Ah | 5,12 kWh d'énergie nominale | Tension de charge maximale de 58,4 V | GTC intégré

Le Batterie MANLY MLP48100 combine la chimie de la batterie LiFePO4 avec une conception orientée rack pour les applications de télécommunications et de sauvegarde stationnaires.

À 51,2 V et 100 Ah, chaque batterie fournit 5,12 kWh d'énergie nominale. Cela donne aux ingénieurs une unité de capacité clairement définie lors de la planification de l'alimentation de secours pour les équipements réseau, les systèmes de communication et les installations de salles de serveurs compatibles.

Une caractéristique importante est le système de gestion de batterie intégré. Le BMS prend en charge la protection de la batterie et la supervision du fonctionnement, ce qui est important lorsqu'une batterie passe de longues périodes en service de veille avant d'être sollicitée lors d'une panne.

Le format monté en rack est également utile pour les projets où l'équipement électrique doit être organisé dans une armoire de télécommunications ou d'équipement désignée.

MANLY Battery prend en charge la personnalisation de la tension, de la capacité, de la configuration actuelle, des dimensions et des composants liés au boîtier du MLP48100. Ceci est précieux pour les intégrateurs de systèmes travaillant avec des configurations d’équipement et des exigences de connexion spécifiques.

Le MLP48100 offre une plate-forme LiFePO4 pratique pour les projets d'alimentation de secours de classe 48 V, en particulier lorsque la capacité modulaire, l'intégration en rack et les interfaces électriques personnalisées sont importantes.

Batterie télécom 48V 50Ah pour racks Edge et réseau

Spécifications de base : Tension nominale 51,2 V | 50 Ah | 2,56 kWh d'énergie nominale | Courant de décharge continu maximum de 50 A | Communication RS485/CAN

Le Batterie MANLY 48V 50Ah Batterie Télécom se concentre sur l'alimentation de secours montée en rack pour les armoires de communication, l'infrastructure réseau et les sites d'équipements distribués.

Chaque module stocke 2,56 kWh d'énergie nominale. Sa capacité de 50 Ah et son courant de décharge continu maximum de 50 A fournissent des paramètres électriques définis pour la planification des charges d'équipement et des configurations des parcs de batteries.

Pour l'informatique de pointe et les installations réseau, cette disposition est particulièrement utile lorsque des armoires d'équipement individuelles nécessitent une alimentation de secours localisée.

La batterie comprend un BMS intégré avec des fonctions de protection couvrant des conditions telles que la surcharge, la décharge excessive, la surintensité, les courts-circuits et la température excessive.

Les interfaces RS485 et CAN prennent également en charge la communication avec des équipements de surveillance ou de contrôle compatibles, sous réserve du protocole de communication utilisé par l'ensemble du système.

La configuration publiée prend en charge l'extension parallèle avec jusqu'à 15 modules de batterie correspondants. Cela permet aux concepteurs de systèmes de planifier la capacité de stockage nominale par incréments de 2,56 kWh dans la configuration prise en charge.

Avec un boîtier métallique compact et une construction orientée rack, la batterie 48 V 50 Ah est bien adaptée aux projets de communication distribuée et d'infrastructure de périphérie qui bénéficient d'une alimentation de secours modulaire au lithium.

Comment dimensionner une batterie UPS de centre de données pour la durée d'exécution requise

La batterie d'un onduleur de centre de données doit être dimensionnée en fonction de la charge critique réelle, de la durée de sauvegarde requise, de l'énergie utilisable de la batterie et de la capacité de décharge maximale.

Commencer par la seule capacité de la batterie peut produire un résultat incomplet, en particulier pour les applications UPS qui nécessitent une puissance importante sur une courte période.

Calculer la charge critique et le temps de sauvegarde

La première étape consiste à identifier la quantité d’énergie que l’onduleur doit fournir en cas de panne.

Les charges critiques peuvent inclure des serveurs, des équipements réseau, des systèmes de stockage, des équipements de contrôle essentiels et d'autres appareils connectés au système de distribution d'énergie protégé.

Utilisez la charge réelle en kilowatts plutôt que de supposer que chaque appareil connecté fonctionne en permanence au maximum indiqué sur sa plaque signalétique.

Ensuite, déterminez la durée de sauvegarde requise.

Une installation dotée de générateurs de secours automatiques peut concevoir son UPS pour maintenir l'alimentation pendant le démarrage et le transfert du générateur, avec une marge d'ingénierie appropriée.

Une salle de serveurs plus petite sans générateur peut nécessiter suffisamment d'énergie pour permettre un arrêt ordonné ou une interruption plus longue.

La relation de base est la suivante :

Énergie de charge requise (kWh) = charge critique (kW) × durée de sauvegarde (heures)

Par exemple, une charge critique de 20 kW fonctionnant pendant dix minutes nécessite :

20 kW × (10 ÷ 60) = 3,33 kWh

Ce chiffre représente l’énergie théorique fournie à la charge, et non la capacité finale requise du parc de batteries.

Énergie de la batterie, capacité utilisable et taux de décharge

L'énergie de la batterie est généralement exprimée en kilowattheures (kWh), tandis que la capacité de la batterie est souvent exprimée en ampères-heures (Ah).

Pour une batterie avec une tension nominale spécifiée :

Énergie nominale (Wh) = Tension nominale (V) × Capacité (Ah)

Une batterie 51,2V, 100Ah contient donc :

51,2 V × 100 Ah = 5 120 Wh = 5,12 kWh

Ce calcul est utile pour comprendre l'énergie nominale de la MANLY Battery MLP48100.

Cependant, une puissance nominale de 5,12 kWh ne signifie pas que la batterie peut fournir le niveau de puissance souhaité pendant une durée proportionnelle.

La batterie doit également répondre au courant de décharge et à la puissance requis.

Pour l'exemple précédent de 20 kW, d'une durée de dix minutes, supposons une efficacité illustrative de l'onduleur de 90% et une fraction d'énergie utilisable de la batterie de 80%.

L’estimation énergétique préliminaire devient :

3,33 kWh ÷ (0,90 × 0,80) = environ 4,63 kWh

Ces hypothèses ne sont que des exemples et non des spécifications pour une batterie ou un onduleur MANLY particulier.

Un véritable calcul de batterie UPS pour centre de données doit également prendre en compte :

• Courant de décharge maximum continu et de courte durée
• Performances des cellules au taux de décharge requis
• Limites de tension CC et paramètres de terminaison de décharge
• Vieillissement des batteries et marges de conception
• Efficacité réelle de l'onduleur à la charge prévue
• Courbes de décharge validées par le fabricant de la batterie

Cette distinction est importante pour les applications UPS de courte durée et haute puissance. Un parc de batteries peut disposer d'une énergie théorique stockée suffisante tout en nécessitant des modules supplémentaires ou un agencement électrique différent pour satisfaire la demande de puissance instantanée.

Plan de redondance, de croissance et de transfert de générateur

La planification des batteries UPS doit également refléter les exigences de disponibilité du centre de données.

Pour les installations utilisant une redondance N+1 ou 2N, l'architecture de la batterie doit s'aligner sur la conception de l'onduleur et sur l'indépendance requise des chemins d'alimentation critiques.

L’ajout de batteries à une banque partagée ne crée pas automatiquement une redondance électrique.

Lorsque les générateurs fournissent une alimentation de secours étendue, la durée d'exécution de l'onduleur doit s'adapter à la séquence prévue de démarrage, de synchronisation et de transfert de charge du générateur, y compris toutes les éventualités requises.

La croissance future compte également. Un parc de batteries dimensionné pour la charge actuelle du serveur peut nécessiter une capacité supplémentaire si l'installation augmente la densité des racks ou ajoute des équipements au système électrique protégé.

Pour les projets MANLY Battery, une coordination précoce entre le fabricant de batteries, le fournisseur d'onduleurs et l'intégrateur de systèmes électriques permet d'établir la tension requise, la capacité de la batterie, les courants nominaux et la disposition physique avant l'achat final.

Pouvez-vous utiliser une batterie au lithium avec un onduleur de centre de données existant ?

Un onduleur de centre de données existant peut utiliser une batterie au lithium uniquement lorsque la configuration de batterie proposée est prise en charge ou spécifiquement approuvée pour ce système UPS.

Il ne suffit pas de respecter la tension nominale. L’interface électrique et de commande complète doit être évaluée.

Faites correspondre la tension, les exigences de charge et le courant de décharge

Les systèmes de batteries UPS fonctionnent dans des plages de tension CC et des profils de charge définis.

Les batteries au plomb et au lithium-ion ont des caractéristiques de charge différentes. Un onduleur initialement configuré pour VRLA peut utiliser des paramètres de charge qui ne correspondent pas à une batterie LiFePO4 proposée.

Considérons une batterie au lithium de classe 48 V avec une tension nominale de 51,2 V.

La batterie MANLY MLP48100 a une tension de charge maximale publiée de 58,4 V. L’onduleur ou le chargeur connecté doit prendre en charge les conditions de fonctionnement et de charge requises de la batterie.

Le même principe s'applique aux installations haute tension. La configuration nominale de 307,2 V du MLP30000U doit être évaluée par rapport à la plage d'entrée CC et à l'architecture de la batterie spécifiées par l'onduleur.

Le courant de décharge est tout aussi important.

Un onduleur existant peut exiger plus de puissance pendant le fonctionnement sur batterie qu'un module particulier ne peut en fournir en continu. Les ingénieurs doivent donc vérifier les courants nominaux, le câblage, les dispositifs de protection et la configuration approuvée de la batterie.

Pour les projets de remplacement, le Conseils d'UL Solutions sur la modernisation des batteries UPS explique pourquoi les types et configurations de batteries de remplacement doivent suivre les marquages, la liste et les instructions applicables de l'équipement UPS.

Vérifier la communication BMS et l'approbation du fabricant UPS

Un système de gestion de batterie lithium-ion surveille les conditions de fonctionnement de la batterie et peut fournir une protection contre des conditions en dehors des limites de fonctionnement prévues.

Dans une installation UPS intégrée, la communication avec la batterie peut être utilisée pour échanger des données de fonctionnement, signaler des alarmes ou coordonner le comportement de charge et de décharge.

Les interfaces de communication physiques courantes incluent CAN et RS485.

Cependant, avoir la même interface de communication ne garantit pas que deux appareils comprennent les mêmes messages.

La compatibilité dépend du protocole de communication, des commandes prises en charge, des exigences de contrôle et de la configuration du système.

Pour une installation UPS existante, vérifiez que l'agencement complet de la batterie est approuvé par le fabricant de l'UPS ou a fait l'objet d'une évaluation technique et de sécurité appropriée.

MANLY Battery prend en charge la personnalisation OEM et ODM impliquant la tension de la batterie, la capacité, les paramètres de courant BMS, les connecteurs, le câblage et les boîtiers.

Cela permet aux clients de discuter d'une configuration de batterie autour d'exigences techniques documentées plutôt que de se fier uniquement à une correspondance générique de tension nominale.

Comprendre la différence entre un rack de batterie, un UPS et un BESS

Un rack de batteries, un UPS et un système de stockage d'énergie par batterie (BESS) remplissent des fonctions liées mais différentes.

Un support de batterie contient des modules de batterie et des composants électriques et de protection associés. Il stocke l’énergie pour l’utiliser par des équipements compatibles.

Un onduleur assure la continuité de l’alimentation des charges critiques lorsque l’alimentation électrique principale est interrompue. Il utilise des équipements de conversion et de contrôle de puissance ainsi qu’une source d’énergie appropriée.

UN BESS combine le stockage d'énergie avec la conversion de puissance et les contrôles pour les applications pouvant inclure l'alimentation de secours, la gestion de l'énergie ou d'autres fonctions d'exploitation.

À des fins d'approvisionnement, cette distinction est importante car l'achat d'un rack de batteries ne fournit pas automatiquement un onduleur complet.

Les batteries MANLY montées en rack peuvent servir de composants de stockage d'énergie dans des systèmes de sauvegarde correctement conçus. L'installation complète doit fournir la conversion de puissance, la protection, les commandes et la compatibilité requises avec l'équipement connecté.

UL Solutions explique également ces différences fonctionnelles dans son Aperçu technique UPS versus ESS.

Sécurité, surveillance et remplacement des batteries UPS des centres de données

Le fonctionnement fiable de la batterie de l'onduleur dépend d'une gestion efficace de la batterie, d'une surveillance régulière de son état, d'une maintenance planifiée et de contrôles de sécurité appropriés du système.

Même lorsqu'une batterie se décharge rarement, son état peut changer avec le temps en raison de la température, de la charge, du vieillissement et d'autres facteurs de fonctionnement.

Gestion de la batterie et surveillance à distance

Les systèmes de batteries lithium-ion intègrent généralement un BMS pour superviser la tension, la température, le courant et d'autres conditions de fonctionnement des cellules.

Le système peut fournir des réponses de protection lorsque les paramètres surveillés dépassent leurs limites de fonctionnement autorisées.

Pour les installations distribuées, les interfaces de communication peuvent également prendre en charge la surveillance à distance via des équipements compatibles.

Ceci est important dans les centres de données, car les opérateurs doivent comprendre l'état de préparation de la batterie avant qu'une coupure de courant ne se produise.

Les informations de surveillance utiles peuvent inclure :

• État de charge de la batterie (SOC)
• État de santé de la batterie (SOH)
• Tension de cellule ou de module
• Température de la batterie
• Courant de charge et de décharge
• État d'alarme et de protection

Par exemple, la batterie de télécommunications 48 V 50 Ah de MANLY Battery comprend une communication RS485/CAN et un BMS intégré.

Ces fonctionnalités constituent une base pour une surveillance coordonnée des batteries dans les installations d'alimentation de secours compatibles.

La surveillance soutient également les décisions de maintenance en aidant les opérateurs à identifier les changements dans les conditions de fonctionnement avant que ces changements n'affectent la disponibilité de l'alimentation de secours.

Inspections, tests et planification du remplacement

L'entretien de la batterie doit suivre la composition chimique, les instructions du fabricant et les exigences de l'installation complète de l'onduleur.

Pour les systèmes VRLA, les inspections et les tests incluent généralement des contrôles liés à la tension de la batterie, à la température, à l'état de connexion, à la résistance interne et aux performances de capacité.

Les systèmes lithium-ion nécessitent également une planification de la maintenance, bien que la surveillance électronique intégrée modifie la manière dont certaines informations sur l'état de la batterie sont collectées.

Un programme de batterie UPS pour centre de données bien géré doit inclure :

• Examen de routine de l'état de la batterie et des alarmes
• Inspection des connexions et des équipements associés
• Examen de la température et des conditions de fonctionnement
• Tests programmés de la batterie ou du système
• Documentation de l’historique de maintenance et de remplacement
• Planification du remplacement de la batterie en fin de vie

IEEE 1188-2025 fournit des pratiques recommandées pour la maintenance, les tests et le remplacement des batteries VRLA stationnaires.

Pour les batteries lithium-ion, les opérateurs doivent suivre les procédures de maintenance applicables du fabricant de la batterie et de l'onduleur ainsi que les exigences du système installé.

L’objectif n’est pas simplement de maximiser la durée de vie du calendrier. Il s'agit de maintenir la certitude que l'onduleur peut fournir les performances de sauvegarde requises lorsqu'il est sollicité.

Normes de sécurité et exigences d'installation américaines

Aux États-Unis, les projets de batteries UPS doivent être évalués par rapport aux normes et exigences d'installation applicables à l'équipement et à l'emplacement spécifiques.

Plusieurs normes sont particulièrement pertinentes :

Standard	Pertinence principale
UL1778	Exigences de sécurité pour les systèmes d'alimentation sans interruption
UL 1973	Exigences de sécurité pour les batteries dans les applications stationnaires et certaines autres applications
UL9540	Exigences de sécurité pour les systèmes et équipements de stockage d'énergie
UL9540A	Méthode d'essai pour évaluer la propagation thermique des incendies dans les systèmes de stockage d'énergie par batterie
IEEE 1188-2025	Pratiques de maintenance, de test et de remplacement des batteries VRLA stationnaires
NFPA 855	Exigences de sécurité d'installation pour les systèmes de stockage d'énergie stationnaires applicables

Toutes les normes ne s’appliquent pas de la même manière à chaque installation UPS.

Les exigences applicables dépendent de la composition chimique de la batterie, de la configuration du système, du but de l'installation, de la liste des équipements et des codes adoptés par l'autorité locale compétente.

Par exemple, UL 1778 concerne les équipements UPS, tandis que UL 1973 concerne la sécurité des batteries. Les exigences impliquant les normes UL 9540 et NFPA 855 doivent être évaluées en fonction de l'application spécifique de stockage d'énergie ou d'onduleur.

Le Conseils de sécurité pour les onduleurs UL Solutions fournit des informations supplémentaires sur l’interaction entre les normes d’équipement et les codes d’installation américains.

Pour un projet de batterie MANLY, les clients doivent demander la documentation technique spécifique au produit et les informations de certification applicables pendant le processus d'achat. Cela aide les concepteurs électriques et les parties prenantes du projet à évaluer la configuration de batterie proposée par rapport aux exigences d'installation prévues.

FAQ

Combien de temps une batterie UPS de centre de données peut-elle assurer le fonctionnement des serveurs ?

Une batterie UPS de centre de données peut prendre en charge les serveurs pendant quelques minutes ou beaucoup plus longtemps, en fonction du système de batterie installé et de la charge électrique. De nombreuses installations utilisent l'alimentation UPS pour combler l'intervalle avant que les générateurs de secours ne prennent le relais. D'autres nécessitent un temps d'exécution supplémentaire pour les procédures d'arrêt contrôlé.

Pour estimer la capacité requise, commencez par la charge réelle en kilowatts, la durée de sauvegarde cible et les données de performances de la batterie du fabricant de l'onduleur. Les limites de décharge de la batterie et l’efficacité du système doivent également être incluses.

Un onduleur de centre de données peut-il fonctionner sans générateur de secours ?

Oui. Un onduleur de centre de données peut fournir une alimentation de secours temporaire sans générateur, à condition que son système de batterie soit dimensionné pour la charge et la durée de fonctionnement prévues.

Dans une salle de serveurs sans support générateur, l'onduleur peut être conçu pour maintenir les services essentiels pendant de brèves interruptions ou permettre à l'équipement de s'arrêter en toute sécurité.

Une installation nécessitant un fonctionnement ininterrompu plus long a besoin d'une capacité de batterie approuvée suffisante ou d'une autre source appropriée d'alimentation de secours étendue. La conception doit refléter les exigences réelles de continuité du site.

Pourquoi deux batteries UPS avec la même puissance en kWh peuvent-elles offrir des durées de fonctionnement différentes ?

Deux batteries avec des valeurs énergétiques nominales identiques peuvent offrir des durées de fonctionnement différentes en raison de leurs caractéristiques de décharge, de leur courant admissible, de leur comportement en tension et de leurs limites de fonctionnement.

Une charge UPS haute puissance peut nécessiter un courant important sur une courte période. La batterie doit maintenir la puissance électrique requise pendant tout cet intervalle.

Pour cette raison, les acheteurs devraient évaluer les courbes de décharge et les puissances nominales des fabricants plutôt que de comparer uniquement les kWh. Une batterie UPS de centre de données correctement spécifiée doit satisfaire à la fois aux besoins en énergie et en puissance.

Les batteries UPS au lithium-ion doivent-elles être surveillées si elles se déchargent rarement ?

Oui. Les batteries lithium-ion nécessitent une surveillance appropriée même lorsqu'elles passent la plupart de leur temps en veille.

La température, la tension des cellules, les conditions de charge et le vieillissement de la batterie peuvent influencer l'état de préparation sans cycles de décharge fréquents.

Un BMS intégré supervise les paramètres importants de fonctionnement de la batterie. Dans les installations compatibles, les interfaces de communication permettent également de partager les informations de fonctionnement et les alarmes avec les équipements de surveillance.

Pour les opérateurs de centres de données, une surveillance régulière offre une visibilité sur l’état de la batterie et prend en charge la planification de la maintenance avant une véritable interruption de courant.

Quelles informations dois-je fournir au fabricant de batteries UPS pour centre de données avant de commander ?

Commencez par le fabricant et le modèle de l'onduleur, la plage de tension CC requise, la charge critique, la durée d'exécution de la sauvegarde et l'environnement d'installation.

Fournissez également la composition chimique préférée de la batterie, les dimensions autorisées, les exigences en matière de courant de décharge et toute spécification de communication ou de surveillance.

En tant que fabricant de batteries au lithium, MANLY Battery prend en charge la tension, la capacité, les configurations BMS, les connecteurs et les boîtiers personnalisés pour les projets appropriés. Le partage précoce des exigences techniques permet à notre équipe de discuter d’une solution de batterie alignée sur les exigences prévues de l’application et de l’intégration du système.

Conclusion

Les systèmes UPS des centres de données s'appuient principalement sur des batteries plomb-acide et lithium-ion VRLA pour maintenir l'alimentation électrique critique pendant les interruptions.

Le VRLA reste une technologie établie dans les infrastructures existantes, tandis que les systèmes lithium-ion offrent d'importantes opportunités en matière de durée de vie plus longue, d'installations compactes, de surveillance intégrée et de gestion des coûts du cycle de vie.

The right data center UPS battery depends on the facility’s critical load, backup duration, electrical architecture, and maintenance strategy. Stored energy, discharge capability, and equipment compatibility must all be considered together.

MANLY Battery supports these requirements with high-voltage data center power systems and rack-mounted LiFePO4 batteries for telecommunications and distributed backup applications.

For a new installation or a battery system integration project, contact MANLY Battery to discuss your voltage, capacity, runtime, and customization requirements. Our team can help you explore a battery configuration suited to your project’s technical needs.

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