¿Puedes reemplazar las baterías de UPS VRLA con litio? ¿Qué revisar primero

Si su UPS actualmente utiliza baterías VRLA y las baterías están cerca del final de su vida útil, es posible que esté considerando un batería de UPS de litio. ¿Pero puedes simplemente retirar las baterías VRLA e instalar baterías de litio en su lugar?

A veces, pero no como un reemplazo directo.

Una actualización de VRLA a litio depende del voltaje de bus DC de la UPS, las características de carga, los requisitos de potencia de la batería, la interfaz de comunicación, el espacio físico de instalación y los requisitos de protección. Solo coincidir el voltaje nominal y la capacidad no garantiza la compatibilidad.

Para centros de datos, instalaciones industriales y otras aplicaciones con alimentación crítica, el enfoque correcto es evaluar el sistema de UPS y baterías existente como un sistema integrado antes de seleccionar una sustitución de litio.

¿Qué debe comprobar antes de reemplazar VRLA con litio?

Antes de elegir una batería de UPS de litio, empiece con las especificaciones del UPS existente y el sistema de batería VRLA.

1. Tensión del bus de CC de la UPS y rango de operación de la batería

Verifique el voltaje de batería requerido por la UPS y el rango de voltaje de operación de la batería aceptable.

Una batería de litio puede tener un voltaje nominal similar a la configuración VRLA existente, pero una curva de voltaje diferente y un rango de operación distinto. El sistema de batería de litio debe permanecer dentro del rango de entrada aceptable de la UPS durante la carga y la descarga.

2. Voltaje de carga, corriente y perfil de carga

VRLA y las baterías de litio no necesariamente utilizan los mismos parámetros de carga.

Por lo tanto, la batería de repuesto debe evaluarse contra el voltaje de carga de la UPS, los límites de corriente, la lógica de carga y los ajustes de protección. En algunos proyectos de modernización, el firmware de la UPS, los parámetros de control u otros ajustes del sistema también pueden necesitar revisión.

3. Potencia de respaldo y tiempo de funcionamiento requeridos

El sistema de litio debe proporcionar suficiente potencia de descarga para la carga de la UPS, así como el tiempo de respaldo requerido.

Esto es especialmente importante para aplicaciones de UPS de alta potencia. Una batería puede tener una capacidad energética suficiente en kWh, pero aún así no ser adecuada si sus características de potencia de descarga o voltaje no cumplen con los requisitos del UPS.

Para cálculos detallados de capacidad de batería, consulta la guía de ACE Battery a cómo calcular el tamaño de la batería de la UPS .

4. Instalación física y conexiones

Compruebe el espacio disponible en el armario o rack, las dimensiones de la batería, el peso, los conectores, la configuración de cables, los requisitos de ventilación o refrigeración y el método de instalación.

Los sistemas de litio pueden ofrecer una ventaja significativa en espacio frente a los bancos de baterías VRLA convencionales, pero la sustitución aún debe ajustarse a la instalación existente y cumplir los requisitos mecánicos del proyecto.

El punto clave: compatibilidad eléctrica, compatibilidad mecánica y la integración del sistema deben evaluarse juntos.

¿Necesita comunicarse la batería de litio con el sistema de alimentación ininterrumpida?

En muchas aplicaciones de UPS de litio, la gestión de la batería es más sofisticada que simplemente monitorear el voltaje de la batería.

Un sistema de batería de litio normalmente incorpora un Sistema de gestión de batería (BMS) para monitorear y proteger la batería. Según el diseño del sistema, el BMS puede monitorear:

• Estado de carga (SOC)

• Estado de salud (SOH)

• Temperatura de la celda y la batería

• Corriente de carga y descarga

• Condiciones de sobretensión y tensión insuficiente

• Condiciones de protección contra sobrecorriente y otras

El sistema de la UPS y la batería también puede necesitar intercambiar información de operación y alarma a través de interfaces como CAN, RS485, Modbus o contactos secos.

Esto significa que una batería de litio puede cumplir con las especificaciones de voltaje y capacidad requeridas, pero aún así requiera comunicación adicional o integración de BMS antes de poder funcionar correctamente con un sistema de alimentación ininterrumpida existente.

Para un proyecto de actualización, confirme:

• ¿Qué protocolo de comunicación soporta la UPS

• Si el BMS de litio admite el protocolo requerido

• ¿Qué información sobre alarmas y estado de la batería necesita ser intercambiada?

• Si es necesario modificar el firmware o la configuración de control

• Cómo debe responder el sistema a los eventos de protección de batería

Para los sistemas de alimentación ininterrumpida grandes, esta capa de comunicación es una parte importante de la evaluación de compatibilidad en lugar de una característica opcional.

¿Deberías usar una batería de UPS de litio estándar o personalizada?

Una vez que se comprendan los requisitos eléctricos y del sistema, la siguiente pregunta es si un banco de baterías de litio estándar es adecuado o si se requiere una solución personalizada.

¿Cuándo puedes usar una batería de UPS de litio estándar?

Una solución estándar puede ser adecuada cuando:

• El UPS está diseñado para soportar baterías de litio

• Tensión de la batería y rango de operación son compatibles

• Los parámetros de carga son compatibles

• La potencia y la duración requeridas están dentro de las especificaciones de la batería

• La comunicación de BMS está soportada

• El gabinete o armario de la batería se adapta a la instalación

• Conectores estándar, funciones de protección y configuraciones cumplen con los requisitos del proyecto

En estos casos, un sistema de batería de UPS de litio estándar puede simplificar la implementación y acortar el proceso de integración.

Cuándo se requiere una batería de UPS de litio personalizada?

La personalización es más relevante cuando la UPS existente o el proyecto tiene requisitos no estándar, como:

• Una tensión continua específica o configuración de batería

• Protocolos de comunicación de UPS propietarios

• Funciones BMS personalizadas o asignación de comunicación

• Espacio limitado en rack o gabinete

• Requisitos específicos de conectores, cables o mecánicos

• Altas exigencias de corriente de descarga

• Una configuración de batería VRLA discontinuada o difícil de encontrar

• Integración en un sistema UPS de OEM o industrial

• Un proyecto que requiere producción de baterías repetida en lugar de un reemplazo único

Para estos proyectos, el objetivo no es simplemente encontrar una batería de litio con la misma capacidad en Ah. El sistema de batería puede necesitar ser diseñado alrededor de los requisitos eléctricos, mecánicos, de comunicación y operativos del sistema de alimentación ininterrumpida.

¿Cuáles son los beneficios de actualizar de VRLA a litio?

Cuando la UPS existente es adecuada para un retrofit de litio, la actualización puede proporcionar ventajas más allá de reemplazar una batería envejecida.

Mayor densidad de potencia y menores requisitos de espacio

Sistemas de baterías de litio pueden proporcionar mayor potencia a partir de una configuración de batería más compacta que las bancos convencionales VRLA.

Por ejemplo, la batería ACE's Cajas de baterías de litio U300, U400 y U500 están diseñados como sistemas de alimentación de respaldo DC para aplicaciones de UPS de potencia media y alta. Según las especificaciones del sistema de ACE, los armarios están diseñados para soportar más de 1/2 MW de potencia de descarga en un armario IT de 19 pulgadas, con aproximadamente un 70% menos de ocupación espacial que las baterías VRLA.

Esto puede ser especialmente valioso en centros de datos y salas de computadoras empresariales donde el espacio de rack y suelo es limitado.

Vida de diseño más larga y menor frecuencia de reemplazo

Los sistemas U300/U400/U500 tienen una vida útil de 15 años, en comparación con aproximadamente tres veces la vida útil de las baterías VRLA convencionales bajo las especificaciones establecidas por ACE.

Una vida útil más larga puede reducir la frecuencia de los proyectos de reemplazo de baterías, así como el trabajo asociado, planificación de tiempos de inactividad y requisitos de mantenimiento.

Alto rendimiento para sistemas de alimentación ininterrumpida grandes

Las aplicaciones de sistemas de alimentación ininterrumpida de alta potencia pueden requerir baterías capaces de entregar una corriente significativa durante eventos de respaldo de corta duración.

Los sistemas U300/U400/U500 de ACE utilizan módulos de batería de litio con alta tasa de descarga y admiten arquitecturas de gabinete configurables para requisitos de potencia de respaldo de UPS de aproximadamente 200–500 kW. Un solo gabinete puede albergar 8–12 módulos de batería, con opciones de corriente de marco de 600A, 800A o 1000A. También se pueden conectar varios gabinetes en paralelo para requisitos mayores.

La configuración, por lo tanto, puede adaptarse a diferentes requisitos de potencia y tiempo de funcionamiento de la UPS en lugar de depender de una sola configuración fija de batería.

Reglas estrictas

Un sistema de batería de UPS de litio también ofrece un monitoreo y protección más activos de la batería a través de su BMS.

Los sistemas U300/U400/U500 utilizan una estructura de protección BMS de tres niveles e incorporan un control inteligente de carga y descarga basado en condiciones de operación como potencia, temperatura y SOH de la batería.

Los sistemas utilizan la tecnología de batería LFP y incluyen medidas de protección contra sobrecalentamiento y verificación. Los sistemas están especificados para cumplir con UL9540A, UL1973, y UL1642.

Más comunicación y monitoreo flexibles

Para proyectos que requieren monitoreo remoto de baterías o integración con sistemas existentes de gestión de energía, la capacidad de comunicación también puede ser importante.

Los sistemas U300/U400/U500 admiten interfaces incluyendo CAN, RS485, RS232, USB, contacto seco y Modbus TCP/IP, junto con una interfaz LCD y capacidades de monitoreo remoto/OTA.

La interfaz adecuada depende de la UPS y la arquitectura del proyecto, por lo tanto, la compatibilidad de comunicación debe confirmarse aún durante la evaluación del sistema.

¿Qué información debe proporcionar para una actualización de VRLA a litio?

Si está evaluando una batería de litio como sustituto de un sistema de baterías VRLA para un sistema de alimentación ininterrumpida (UPS), proporcionar la siguiente información puede ayudar a un proveedor de baterías a determinar si una solución estándar es adecuada o si se requiere personalización.

Información de UPS

• Marca y modelo de la UPS

• Potencia de UPS calificada

• Voltaje del bus DC

• Especificaciones de carga de la batería

• Banco de baterías de UPS

• Manuales de UPS disponibles o documentación técnica

Información de la batería existente

• Proveedor y modelo de batería VRLA

• Tensión de la batería y capacidad en Ah

• Número de pilas

• Configuración en serie/paralelo

• Dimensiones del gabinete o rack de batería existente

Requisitos del proyecto

• Tiempo de ejecución de copia de seguridad requerido

• Potencia de carga de UPS o potencia de descarga requerida

• Espacio de instalación disponible

• Temperatura de operación y entorno de instalación

• Requisitos de comunicación

• Certificaciones requeridas

• Cantidad inicial del proyecto y volumen de producción esperado

Con esta información, el proveedor de baterías puede evaluar los requisitos eléctricos y mecánicos antes de recomendar un arquitectura de reemplazo.

¿Considera una actualización de UPS de VRLA a Litio?

Reemplazar las baterías VRLA por litio no es simplemente cuestión de coincidir voltaje y capacidad. El grupo de alimentación ininterrumpida, la batería, el sistema de gestión de baterías, el sistema de comunicación y la instalación física deben funcionar juntos.

Para aplicaciones estándar, una batería de UPS de litio de uso general puede ser suficiente. Para sistemas UPS de alta potencia, centros de datos, equipos industriales o proyectos OEM con requisitos específicos de voltaje, comunicación, mecánicos o de potencia, un sistema de batería de UPS de litio personalizado puede ofrecer un mejor ajuste.

Batería ACE proporciona soluciones de batería de litio personalizadas para UPS y aplicaciones de potencia crítica.

Comparte tu modelo de UPS, las especificaciones de la batería VRLA existente, el tiempo de respaldo requerido y los requisitos del proyecto con ACE Battery. Nuestro equipo puede evaluar la compatibilidad eléctrica, los requisitos de BMS y comunicación, la integración mecánica y la configuración del sistema para determinar la solución adecuada de batería de litio para UPS.