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    让每项技术投入都能带给客户更好的体验

      [  品牌资讯   ]  

    “得益于强大的技术实力与电源行业的丰富经验,华为持续投入研发创新,追求更高的功率密度技术、更先进的锂电储能技术在数据中心的应用,满足云时代的大型数据中心对供电极简架构、极高可靠、极简运维的新需求,帮助客户快速完成数字化转型。”这是华为全球数据中心副总裁&CTOSanjay Kumar Sainani在2020年2月27日]华为行业数字化转型大会期间所阐述的。

    作为数据中心的心脏,UPS和电池的可靠性直接关系到数据中心的正常运行。华为面向全球发布的全新模块化UPS,单模块功率密度达到100kW/3U,较业界主流水准提升了1倍。基于100kW模块的全新FusionPower2.0数据中心供配电解决方案,实现“一柜一兆瓦,相对于传统并机端到端方案节省占地50%以上,配置华为高能量密度SmartLi智能锂电,有效帮助数据中心行业客户减小供配电系统占地面积,提高使用效率,降低运营维护成本,提升收益。

    那么,华为100kW模块的全新FusionPower2.0数据中心供配电解决方案是如何解决高密度的散热问题?智能锂电如何解决热失控的安全问题?整体系统又是如何提升使用/维护效率呢? 每个新产品的发布和变革,背后一定是先进技术的支撑。华为每一次的技术创新都是以客户需求为中心,让每项技术的投入都能带给客户更好的体验,助力客户的商业成功。

    先进技术的支撑

    1、华为热实验室多物理仿真平台打造最佳散热设计

    华为UPS通过先进的计算流体动力学欧洲百万彩进行仿真,预测器件、单板和系统的风速及温度场,给出合理的布局、风道及风扇选型方案,指导PCB和结构设计,然后不断通过实验验证、优化,得到最优的散热方案。仿真平台避免了传统热设计中人工预估、验证、修改、再验证这样效率低下、只能得到一个可接受的结果而非最优效果的设计方式。  其中多物理场仿真平台,精度较业界水平高30%。通过整流温升仿真、逆变温升仿真,基于三大场——电磁场(电磁兼容,信号完整性)、温度场(风量,风速,温升)、应力场(电气应力,机械应力))仿真的高计算能力仿真技术,力求在各种约束条件下,辅助系统和模块的最优布局。而高精Mockup仿真,指导精准散热设计,借助部件(芯片,半导体)内部建模,实现IGBT内部晶元的精确热流密度设计。

    2、系统和部件极致设计以及布局实现超强散热能力

    为了增强散热效果,华为通过系统和部件极致设计及布局实现超强散热能力。在系统设计方面,通过“U”型对称架构、广角散热和最有模块布局来实现。“U型”对称架构风阻小,快速散热;广角散热,扩展散热通道;热近远冷,不会出现集中热点。采用专利创新设计的部件,进一步提升散热能力。在散热器上设置波纹,增强对流散热系数,散热能力可提升10%;专利电感立绕式散热,电感绕线散热能力提升50%;较全铝散热器,多腔可冗余均温板散热专利,散热能力提升20%。通过风扇与风道合理匹配,精细化风量控制等措施,风扇的散热能效比得到了大幅提升。

    3.“海洋式”温度采样与数据运算,多点无死角调控散热

    华为通过“海洋式”温度采样与数据运算,多点无死角调控散热;器件全覆盖全工况测试,IGBT、电感、二极管和母线电容温度裕量大。

    让安全成为满足一切功能的首要条件

    通俗来讲,关于电池热失控的热诱因多是外部高温环境,包括外部起火、电池散热不良等。在外部高温下,由于锂离子电池结构的特性,SEI膜、电解液等会发生分解反应,电解液的分解物还会与正极、负极发生反应,电芯隔膜将融化分解,多种反应导致大量热量的产生。隔膜融化导致内部短路,电能量的释放又增大了热量的生产。这种累积的互相增强的破坏作用,其后果是导致电芯防爆膜破裂,电解液喷出,发生燃烧起火。

    从电池设计角度,需要采用防止热失控的材料,阻断热失控的反应;从电池管理角度,可以预测不同的温度范围,来定义不同的安全等级,从而进行分级报警。

    华为SmartLi是配套UPS推出的电池储能系统解决方案,具有安全可靠,使用寿命长,占地面积小,运维简单等优点。SmartLi采用业界安全环保的磷酸铁锂电芯,实现热失控不起火;监控总线冗余设计,无单点故障柜级消防,火灾不扩散;通过智能均压控制技术,确保单电池模块故障系统可正常运行,保证系统可靠性。通过自带的三维立体防护BMS(BatteryManagement System)电池管理系统,保障锂电可靠性;扩容简单,支持新旧电池混用;可大电流480A连续放电;循环次数可达5000次,50%放电深度,10年无需更换;能量密度高,相对铅酸电池节省70%占地面积,锂电资源池化,节省至少25%Capex(投资成本),配合华为FusionPower和智能网管可有效降低OPEX(管理成本)。

    持续创新带给客户更好的体验  

    1.效率更高 

    FusionPower2.0相比于业界传统600k两台并机方案功率密度可提升50%,考虑输入输出配电的工况,业界传统需要2个输入柜,4个UPS柜以及两个输出柜,而FusionPower1200kVA方案只需要一个输入柜,一个输出柜即可,8柜变4柜。FusionPower1200k机型的宽度仅1600mm,相比于主流机型,占地减少50%,同时对维护空间要求更低。FusionPower系统效率高达97%,1%效率提升生命周期节省电费40多万。

    2.易用性更强

    FusionPower通过对关键部件的冗余设计可实现无单点故障,冗余部件还支持热插拔,可以非常便捷的更换维护,相比于传统塔式机必须下电维护,功率单元无冗余,以及整机运维等设计,模块化UPS具有更高的可靠性。此外,FusionPoweriPower全链路监控,变被动为主动AI预测性维护。

    FusionPower最大易用性,来源于模块化。模块化第一个优势是易扩容,扩容平稳,无断电风险,只需提前预留好配电即可。模块化第二个优势是易维护。任何设备不可能不坏,所以人们对可靠性设计的原则是最好不出问题,出了问题不要影响业务,影响了业务能够快速恢复。出了问题能够快速修复即是易用性的问题,也是可靠性的问题。

    3.维护更便捷

    对于模块化UPS,模块故障,只需要取出故障模块更换即可,只要维护人员经过简单的培训就可以进行维护,不像传统塔式UPS必须由厂家专门的技术人员维护。华为的模块化相比业界的一个优势是,除了功率单元可以热插拔外,还尽可能扩大模块化的范围,比如能源控制单元和旁路模块都支持热插拔,5分钟即可完成在线维护。

    4.配置更合理

    极致高密FusionPower2.0联合华为高能量密度SmartLi智能锂电,相对于传统供电方案,考虑前后维护空间,实际节省占地面积超过50%。同时,整体解决方案全模块化设计,支持插拔式维护,SmartLi独有的主动均流技术,支持新旧电池组混并,联合华为FusionPower模块化UPS可实现真正的在线功率和备电的分期扩容。比如第一期为600kW负载10分钟备电部署1.2M框架和6个100k功率模块,配套6个空锂电柜,其中3个配置锂电池模块,另外三个连接好线缆。第二期扩容至1200kW,10分钟备电,只需要增加6个100k功率模块和剩余3个柜的锂电池模块即可。

    5. 实现系统智能化更高更加绿色

    基于AI人工智能技术,FusionDC2.0整合并提供了iPower,iCooling,iManager等三大智能特性,最大化提升数据中心总拥有价值TVO。其中iPower智能供配电特性实现了传统方案的被动告警响应向主动预防预警的转变,提升了数据中心关键供配电系统可靠性;iCooling利用AI深度学习技术实现了温控系统智能自调优,数据中心PUE可降低8%~15%;iManager智能营维特性实现了数据中心基础设施智能管理,资源利用率提升20%。同时,FusionDC2.0跨界融合预制模块化建筑技术,通过模块化设计,工厂预制生产,出厂前预调测,缩短交付时间50%,同时实现了绿色极简建设交付;进一步融合先进电力电子和温控热管理技术,深度重构供配电和温控子系统,支持面向未来的弹性密度升级。华为还把AI和数字化融入数据中心的规划、建设、运营、运维、优化迭代全过程,把数字化设计融入运营运维要素,实现了数据中心规划设计、建造可视化管理,显著简化运营运维复杂度,带来了极佳的使用体验。

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