数据中心多级备用系统技术方案

电池系统的第一电池可以包括从第一电池生成的热能产生电能的热电组件(TEC)。TEC用于为电池系统的第二电池充电，同时为第一电池保持适当的热条件。电池系统可以用于通过在断电期间充当备用电源和/或在峰值功率条件下提供补充功率来支持信息技术(IT)设备。补充功率来支持信息技术(IT)设备。补充功率来支持信息技术(IT)设备。

【技术实现步骤摘要】
数据中心多级备用系统


[0001]本公开的实施例总体上涉及一种可以为数据中心的信息技术(IT)设备供电的两级电池系统。

技术介绍

[0002]信息技术(IT)包括诸如可通过互联网或本地网络访问的计算机的技术，其提供对数据、网站、计算机程序等的存储或访问。
[0003]诸如服务器之类的IT设备可以执行即使在电网电力变得不可用时(例如，在断电或维护期间)也需要运行的关键操作。电池，诸如基于锂离子的电池，可以提供必要的备用能源，当主电源(例如电网)出现故障时，它可以保持IT设备运行关键操作。
[0004]当电池工作时(例如，充电或放电)，可产生热能。电流越大，电池的内阻越大，产生的热能(例如瓦特)就越多。这种通常会损失的热能会损坏电池，缩短电池的使用寿命，并降低数据中心的整体效率。需要进行冷却工作以保持电池的储存温度，以免它们过热。因此，数据中心的发展需要有效地管理能量存储。
[0005]电池室可以容纳备用电池，以集中管理电池。锂离子电池会随着时间的推移而退化(例如，能量存储容量降低)。电池的退化率通常取决于电池的储存温度。较高的储存温度通常会导致更快的退化，但是设施需要较少的冷却工作量来维持此储存温度。因此，还需要以考虑电池退化以及电池冷却工作量的方式来管理电池。
[0006]开发先进技术以提高能源使用效率以减少二氧化碳排放并消除操作大规模IT集群对环境的影响变得愈发重要。

技术实现思路

[0007]在第一方面，提供一种电池系统，包括：
[0008]具有一个或多个电池单元的第一电池；
[0009]热电组件(TEC)，其中具有热电材料以形成热区和冷区，所述热区与所述第一电池的区域热连接，其中所述TEC被配置为基于所述热区和所述冷区之间由于热电效应而产生的温差生成第一电压；
[0010]电压转换器，其耦接至所述TEC以提升所述TEC产生的所述第一电压以产生高于所述第一电压的第二电压；以及
[0011]第二电池，其电连接至所述电压转换器的输出端，其中所述第二电压用于为所述第二电池充电。
[0012]在一些实施例中，控制器被配置为当不存在主电源时或当数据中心的信息技术(IT)设备的电力需求超过阈值时将所述第一电池电连接到所述IT设备。
[0013]在一些实施例中，中所述控制器被配置为将所述第二电池电连接到所述IT设备或所述IT设备的一部分。
[0014]在一些实施例中，所述控制器被配置为保持储存所述第一电池的最佳环境温度，
所述最佳环境温度基于冷却所述第一电池的预估工作量、所述第一电池相对于存储持续时间和温度的预估容量和所述TEC的热特性而确定。
[0015]在一些实施例中，空气冷却系统在所述冷区或连接到所述TEC的所述冷区的冷板处引导空气。
[0016]在一些实施例中，中液体冷却系统通过一个或多个热耦接到所述冷区或热连接到所述冷区的冷板的通道循环流体。
[0017]在一些实施例中，所述第一电池和所述第二电池位于数据中心的电池室中，与所述数据中心的IT室中的IT设备电连接，并且所述控制器被配置为通过风扇或空调管理所述电池室内的温度。
[0018]在一些实施例中，所述的电池系统进一步包括电连接到所述电压转换器的电压输出端的第三电池。
[0019]在一些实施例中，开关交替a)所述第二电池和IT设备之间的连接和b)所述第三电池和IT设备之间的连接。
[0020]在一些实施例中，所述第一电池使用所述TEC而不是另一个冷却结构来冷却所述第一电池。
[0021]在第二方面，提供了一种数据中心，包括：
[0022]信息技术(IT)设备；和
[0023]根据前述第一方面的任一实施例所述的电池系统，
[0024]其中所述电池系统的第一电池具有一个或多个电池单元以为所述IT设备提供电力。
附图说明
[0025]在附图的图中通过示例而非限制的方式示出了这些方面，其中相似的附图标记指示相似的元件。应当注意，对本公开的“一个”方面的引用不一定是指相同的方面，它们意味着至少一个方面。此外，为了简洁和减少图的总数，可以使用给定的图来说明多于一个方面的特征，并且对于给定的方面并非需要图中的所有元素。
[0026]图1示出了根据一些实施例的具有热电组件(TEC)的电池系统。
[0027]图2示出了根据一些实施例的数据中心。
[0028]图3示出了存储时间和电池容量之间的关系。
[0029]图4示出了电池循环次数与放电容量之间的关系
[0030]图5示出了根据一些实施例的管理电池状况的方法。
[0031]图6示出了根据一些实施例的示例性IT机架。
具体实施方式
[0032]现在参照附图解释本公开的几个方面。当给定方面中描述的组件的形状、相对位置和其他方面没有明确定义时，本文公开的范围不仅限于所示出的组件，其仅用于说明的目的。此外，虽然阐述了许多细节，但应当理解，可以在没有这些细节的情况下实践某些方面。在其他情况下，没有详细示出众所周知的电路、结构和技术，以免对本说明书的理解造成混淆。此外，除非有明显相反的含义，否则本文列出的所有范围均被视为包括各个范围的
端点。
[0033]说明书中提及“一个实施例”或“一种实施例”是指结合该实施例描述的特定特征、结构或特性可以包括在本公开的至少一个实施例中。说明书中各处出现的短语“在一个实施例中”不一定是指同一个实施例。
[0034]数据中心可以容纳和管理IT设备的操作。数据中心可以包括电池系统以充当IT设备的备用能源和/或补充能源。例如，IT设备可能由公共电网供电。如果公共电力断电，IT设备可以由电池系统供电。附加地，或可选地，电池系统可以在峰值电力需求期间补充公共电网(或其他电源)，这可能在IT设备提供特别耗电的服务时发生。
[0035]由于电池和硬件的电流和内阻，电池在操作(充电和/或放电)时会产生热能。这种热能会降低数据中心的操作效率，尤其是在电池循环(充电和放电)频繁的情况下。为了减轻这种效率损失，可以收集和存储一些热能。
[0036]电池系统可以包括具有一个或多个电池单元的第一电池；热电组件(TEC)，其中具有热电材料以形成热区和冷区，热区与第一电池的区域热连接，其中TEC被配置为基于热区和冷区之间由于热电效应而产生的温差生成第一电压；电压转换器，其耦接至TEC以提升TEC产生的第一电压以生成高于第一电压的第二电压；第二电池，其电连接至电压转换器的输出端，其中第二电压用以对第二电池充电。以这种方式，可以收集第一电池(例如，主电池模块)产生的热能来为第二电池(辅助电池模块)充电。这些能量随后可用于为IT设备供电，从而提高电池系统的效率。
[0037]图1示出了根据一些实施例的具有热电组件的电池系统。第一电池可以容纳一个或多个电池单元110。电池单元可以具有基于锂离子的化学成分。热电组件104可以具有形成热区108和冷区106的热电材料。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池系统，包括：具有一个或多个电池单元的第一电池；热电组件(TEC)，其中具有热电材料以形成热区和冷区，所述热区与所述第一电池的区域热连接，其中所述TEC被配置为基于所述热区和所述冷区之间由于热电效应而产生的温差生成第一电压；电压转换器，其耦接至所述TEC以提升所述TEC产生的所述第一电压以产生高于所述第一电压的第二电压；以及第二电池，其电连接至所述电压转换器的输出端，其中所述第二电压用于为所述第二电池充电。2.根据权利要求1所述的电池系统，其中控制器被配置为当不存在主电源时或当数据中心的信息技术(IT)设备的电力需求超过阈值时将所述第一电池电连接到所述IT设备。3.根据权利要求2所述的电池系统，其中所述控制器被配置为将所述第二电池电连接到所述IT设备或所述IT设备的一部分。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的电池系统，其中控制器被配置为保持储存所述第一电池的最佳环境温度，所述最佳环境温度基于冷却所述第一电池的预估工作量、所述第一电池相对于存储持续时间和温度的预估容量和所述TEC的热特性而确定。5.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的电池系统，其中空气冷却...

【专利技术属性】
技术研发人员：高天翼，
申请(专利权)人：百度美国有限责任公司，
类型：发明
国别省市：