Questions sur la batterie au lithium UPS de Reddit
Il y avait de nombreuses questions similaires sur Reddit concernant l'utilisation Lithium ion batteries for UPS, tel que "Batterie au lithium UPS suggestion », « Comment remplacer une batterie au plomb UPS par une Batterie au lithium UPS», «Batterie au lithium pour UPS recommendation” etc. So here we are: the R&D Team of BAK Technologies to the rescue!
Qu'est-ce qu'une batterie au lithium UPS et qu'est-ce qu'une batterie au lithium UPS
Mettons-nous d’accord sur les termes suivants : un UPS – est un appareil. Il fournit de l'énergie en cas de panne de l'alimentation principale. Normalement, la durée pendant laquelle un UPS peut alimenter votre équipement est assez limitée. Juste au cas où : UPS signifie Uninterruptible Power Supply.
- Une batterie UPS – fait partie d’un UPS. C’est essentiellement le composant principal en plus du CI.
- Un onduleur à batterie lithium – est un UPS qui utilise des batteries au lithium.
- Une batterie au lithium UPS – est une batterie utilisée dans un UPS à batterie au lithium.
Qu'est-ce qu'un onduleur à batterie au lithium
Cela fait très longtemps que les systèmes UPS utilisent des batteries au plomb. De nos jours, on peut encore les voir partout car ils sont très bon marché (il y a des exceptions, nous en reparlerons plus tard). Dans "Top 10 des fournisseurs de batteries lithium-ion en 2024« Nous vous avons montré à quelle vitesse le marché des batteries lithium-ion se développe. Et là où il y avait des systèmes UPS à batterie au plomb, nous observons de plus en plus souvent la mise en œuvre de Batteries au lithium UPS.
Aujourd'hui, les onduleurs à batterie au lithium sont utilisés dans les centres de données ; pour soutenir les équipements médicaux : pour les télécommunications ; sauvegarde à domicile ou au bureau.
D'une manière générale, la différence réside uniquement dans le Batterie UPS. Au lieu des batteries au plomb, il existe des batteries lithium-ion. Bien souvent un Batterie ASI is made of LiFePO4 due to its safe nature. We will talk about it later.
Spécifications de la batterie au lithium UPS
Pendant longtemps, les principaux inconvénients de l'utilisation du lithium pour Batteries d'onduleur était les problèmes de coût et de sécurité. Mais surtout le coût du Batterie ASI. Le problème des problèmes de sécurité a été atténué lorsque la production de Piles LiFePO4 atteint le niveau industriel. Et en même temps Batteries au lithium UPS est devenu beaucoup plus abordable pour les entreprises.
Jetons un coup d'œil au tableau 1, il nous aidera à comparer un Batterie au lithium UPS avec une alternative au plomb.
| Fonctionnalité | Batterie UPS au lithium-ion | Batterie UPS au plomb |
| Durée de vie | 8 à 15 ans ou ~ 2 000 à 5 000 cycles de charge | 3 à 5 ans ou ~200 à 500 cycles de charge |
| Temps de charge | 1 à 2 heures pour une charge à 100 % | 8 à 16 heures pour une charge à 100 % |
| Densité énergétique | ~150-250 Wh/kg | ~30-50 Wh/kg |
| Poids | 30 à 50 % plus léger (par exemple, batterie de 1 kWh ~ 10 à 15 kg) | Plus lourd (par exemple, batterie de 1 kWh ~ 20-30 kg) |
| Entretien | Faible entretien (généralement aucun entretien requis) | Nécessite un entretien périodique, comme compléter les niveaux d'électrolyte |
| Tolérance de température | Fonctionne bien entre -20°C et 60°C (-4°F et 140°F) | Fonctionne mieux entre 0°C et 25°C (32°F et 77°F) |
| Coût (initial) | 400 $ à 600 $ par kWh | 150 $ à 200 $ par kWh |
| Fourchette de coût par an | 26,67 $ à 75 $ (basé sur une durée de vie de 8 à 15 ans et un coût initial de 400 $ à 600 $ par kWh) | De 30 $ à 66,67 $ (basé sur une durée de vie de 3 à 5 ans et un coût initial de 150 $ à 200 $ par kWh) |
| Efficacité | 95-98 % (moins de perte d'énergie pendant la charge/décharge) | 80-85 % (perte d'énergie plus élevée) |
| Taux d'autodécharge | ~2-3% par mois | ~5-10% par mois |
| Profondeur de décharge (DoD) | Jusqu'à 80-90 % (peut utiliser davantage la capacité de la batterie) | Généralement 50 à 60 % (ne peut pas être souvent déchargé profondément) |
| Sécurité | Plus sûr avec le bon Système de gestion de batterie (BMS) mais peut être volatile s'il est endommagé | Généralement stable, mais risque de surchauffe ou de fuite d'électrolyte |
| Impact environnemental | Impact moindre (durée de vie plus longue, moins d’éliminations, recyclable) | Impact plus élevé (matériaux toxiques comme le plomb, éliminations plus fréquentes) |
| Applications | Haute performance (datacenters, hôpitaux, télécom) | Applications à usage général et sensibles aux coûts (domicile, petits bureaux) |
Tableau 1. Batterie au lithium UPS vs batterie au plomb pour UPS
Examinons ces questions sur les batteries UPS de Reddit
Deux d’entre eux sont tout à fait identiques dans leur nature : «Batterie au lithium UPS suggestion » et «Batterie au lithium pour UPS recommandation".
À ce stade, la principale qualité que nous aimerions mentionner est le type de batterie UPS que vous devriez considérer. Nous recommandons les batteries UPS LiFePO4 (Lithium Fer Phosphate ou LFP). Si vous souhaitez approfondir ce sujet, nous avons déjà beaucoup parlé à ce sujet.
D’autres options potentielles sont : les batteries au lithium-nickel-manganèse-oxyde de cobalt (NMC) et au lithium-titanate (LTO). Évidemment, chaque type de batterie UPS a ses points forts et ses défauts. Comparons-les, voici le tableau 2.
| Fonctionnalité | Phosphate de fer et de lithium (LiFePO4 ou LFP) | Nickel Manganèse Cobalt (NMC) | Titanate de lithium (LTO) |
| Poids moyen des batteries par kWh | ~8 kg | ~6 kg | ~11 kg |
| Durée de vie (cycles) | 2 000 à 5 000+ cycles | 1 000 à 2 000 cycles | 10 000 à 20 000+ cycles |
| Longévité dans des conditions parfaites (Années) | 8-15 | 5-10 | 10-20 |
| Durée de vie moyenne estimée dans des conditions sous-optimales (années) | 6-8 ans | 4-6 ans | 8-12 ans |
| Densité énergétique | ~90-120 Wh/kg | ~150-200 Wh/kg | ~50-80 Wh/kg |
| Coûts d'élimination par kWh | 16 $ – 32 $ | 30 $ – 42 $ | 33 $ – 55 $ |
| Coût d'élimination par kg | 2 $ – 4 $ | 5 $ – 7 $ | 3 $ – 5 $ |
| Coût par kWh (y compris l'élimination) | 416 $ – 632 $ | 530 $ – 842 $ | 1 033 $ – 1 555 $ |
| Coût par an(basé sur le durée de vie moyenne réaliste pour chaque type de batterie) | 52 $ – 105,33 $ | 88,33 $ – 210,50 $ (plus élevé en raison d'une meilleure densité énergétique) | 86,08 $ – 194,38 $ (élevé en raison de la technologie avancée et de la longévité) |
| Tolérance de température | Excellent (-20°C à 60°C) | Bon (0°C à 45°C) | Excellent (-30°C à 55°C) |
| Sécurité | Très sûr, thermiquement stable, moins sujet au feu | Bonne sécurité, mais plus sensible aux températures élevées | Extrêmement sûr, très stable thermiquement |
| Temps de charge | 1-2 heures (modéré) | 1 à 3 heures (plus rapide que LFP mais pas aussi rapide que LTO) | 30 minutes à 1 heure (charge la plus rapide) |
| Profondeur de décharge (DoD) | 80-90% | 80-90% | 90-100% |
| Taux d'autodécharge | Faible (~2-3 % par mois) | Modéré (~ 3-5 % par mois) | Très faible (~1-2 % par mois) |
| Poids | Modéré | Plus léger (densité énergétique plus élevée) | Le plus lourd |
| Impact environnemental | Inférieur (chimie plus sûre, moins de matières toxiques) | Plus élevé en raison de la teneur en cobalt | Une durée de vie modérée, mais très longue, réduit l'impact |
| Applications | Idéal pour les systèmes UPS nécessitant longue durée de vie et sécurité (centres de données, hôpitaux) | Courant dans les applications hautes performances nécessitant une taille compacte | Utilisé dans des cas particuliers nécessitant une durabilité extrême et une charge/décharge rapide (militaire, industriel avancé) |
| Total | Le moins cher | Le plus petit et le plus compact | Le plus sûr et le moins exigeant |
Tableau 2. Résumé des qualités de la batterie UPS LifePO4 par rapport aux autres types de batteries au lithium UPS.
On peut estimer grossièrement la croissance des dépenses sur une période de 24 ans pour chaque Batterie ASI type par kWh. Pour ce modèle, nous avons fixé la durée de vie des batteries respectivement à 8, 6 et 12 ans. Le coût initial est estimé sur la base du tableau 2 fourni ci-dessus. Nous avons également supposé que, selon les tendances modernes, le coût des batteries au lithium diminuerait grâce à l'amélioration des technologies de production (graphique 1).
Il est évident qu'un Batterie UPS LiFePO4 est le choix le plus rentable. Si nous faisons un petit pas de plus et, en nous basant sur des données ouvertes, estimons la consommation énergétique moyenne d’une unité de soins intensifs :
- Matériel médical (2-4 kWh par lit et par heure),
- Éclairage (0,5-1 kWh par lit et par heure),
- CVC (1-2 kWh par lit et par heure)
pour 300 personnes par heure, cela représentera : 1 200 kWh à 2 100 kWh par heure.
Voyons maintenant le coût d’un tel soutien énergétique pour permettre à un établissement de santé de survivre à une panne de courant de 3 heures à cette échelle. Nous devons prendre en compte le DoD (profondeur de décharge) des batteries UPS. Pour le Onduleur LiFePO4 et un NMC Batterie au lithium UPS c'est environ 90%. Titanate de lithium Batteries d'onduleur peut être déchargé jusqu'à 100%.
Comparons-le également avec les batteries au plomb (le DoD est de 50 %). Le coût de référence de la batterie par kWh que nous tirerons du tableau 2. Voici nos calculs finaux (tableau 3) :
| Type de batterie | Énergie nécessaire par heure | Énergie totale pendant 3 heures (kWh) | Coût par kWh (USD) | DoD (profondeur de décharge) | Fourchette de coût final (USD) |
| LiFePO4 (LFP) | 1 200 à 2 100 kWh | 3 600 à 6 300 kWh | 416 $ à 632 $ | 90% | 1 664 000 $ à 4 424 000 $ |
| Nickel Manganèse Cobalt (NMC) | 530 $ à 842 $ | 90% | 2 120 000 $ à 5 894 000 $ | ||
| Titanate de lithium (LTO) | 1 033 $ à 1 555 $ | 100% | 3 718 800 $ à 9 796 500 $ | ||
| Plomb-Acide | 150$ à 200$ | 50% | 1 080 000 $ à 2 520 000 $ |
Tableau 3. Dépenses UPS d'une unité de soins intensifs estimée pour survivre à une panne de courant de 3 heures.
Cette estimation montre clairement qu'à l'échelle industrielle aucun des Batteries au lithium UPS Les options peuvent rivaliser avec les batteries UPS au plomb en raison de la rentabilité élevée des batteries ultérieures. Néanmoins, il existe des scénarios dans lesquels les UPS Lifepo4 sont toujours pertinents, même à l'échelle industrielle.
Onduleur au lithium à l'échelle industrielle
Surface chère et limitée
Les batteries lithium-ion sont 50 à 70 % plus petites et plus légères, ce qui est utile lorsqu'elles doivent être situées dans des zones haut de gamme et coûteuses de bâtiments commerciaux modernes, où l'espace au sol et la capacité de poids sont limités. Par exemple, les centres de données (propriété d'Equinix et d'autres géants) ont commencé à adopter des solutions UPS LiFePO4 spécifiquement en raison de ces limitations.
Cyclisme fréquent
Un autre exemple est celui des stockages d’énergie pour les micro-réseaux. Dans les micro-réseaux d’énergies renouvelables (énergie solaire, éolienne), le système doit être chargé et déchargé quotidiennement, parfois plusieurs fois par jour. Si nous regardons à nouveau le tableau 1, nous pouvons voir que la durée de vie d'une batterie au plomb n'est que de 200 à 500 cycles, alors qu'un Batterie au lithium UPS peut offrir 2000 à 5000 cycles (Onduleur LiFePO4) voire jusqu'à 20000 cycles (Batterie UPS LTO). Où LTO peut offrir un cycle de vie 100 fois plus long pour seulement une augmentation de prix de 3 à 4 fois. Et nous connaissons de tels exemples : les systèmes Tesla Powerwall sont utilisés dans les micro-réseaux à petite échelle et les micro-réseaux résidentiels.
Cet exemple ne décrit pas le « scénario d’utilisation de l’onduleur », mais montre comment, au niveau industriel, d’autres qualités d’une source d’énergie deviennent importantes pour l’économie du projet.
Batterie de remplacement UPS
Remplacez une batterie au plomb par une batterie UPS au lithium
Attendez! Tous les systèmes UPS ne sont pas conçus pour prendre en charge les batteries lithium-ion en tant que Batterie de remplacement pour onduleur. Les batteries au plomb et LiFePO4 ont des caractéristiques de tension, des exigences de charge et des profils de décharge différents. Le simple fait de remplacer une pile par une autre peut ne pas fonctionner et, dans le pire des cas, être dangereux.
Que dois-je faire ? Vérifiez d’abord si votre UPS est de type hybride et prend en charge les batteries au lithium.
Mon UPS prend en charge la batterie de remplacement au lithium
Certains UPS modernes peuvent digérer les deux : les batteries UPS au plomb et LiFePO4. Dans ce cas, un lithium peut être une bonne nouvelle Batterie de remplacement pour onduleur.
Si vous êtes chanceux et que votre système prend en charge les batteries UPS au lithium, l'étape suivante consiste à contacter le fournisseur et à vérifier les spécifications exactes du type de batterie que vous souhaitez utiliser comme batterie. Batterie de remplacement UPS.
Mon UPS ne prend pas en charge une batterie de remplacement au lithium
Si votre UPS ne le prend pas en charge, mais que vous comprenez un Onduleur LiFePO4 est ce dont vous avez besoin, nous pouvons vous proposer notre Système de stockage d'énergie BAKTH-UPS, 48 V, 100 Ah, 4 800 Wh.Nous pensons qu’il s’agit d’une solution puissante et polyvalente, surtout lorsque vous avez besoin d’une sauvegarde fiable.
Cas d'utilisation
Cela conviendrait au stockage d'énergie domestique, aux petites installations de bureau ou même aux petites applications industrielles où une demande énergétique modérée est requise pendant les pannes de courant. Et une capacité de 4,8 kWh à 48 V est idéale pour de nombreuses sauvegardes car elle peut facilement gérer des coupures de courant pendant plusieurs heures (en fonction de la charge bien sûr).
Chargement :
Le courant (0,2C standard et 1,0C maximum) peut faire les deux : charge standard et rapide.
Décharge :
Standard DR (0,5C) et Max DR (1,0C) prendront en charge vos charges haute puissance en continu.
Conditions:
Oui, une batterie de remplacement d'onduleur au lithium peut survivre dans des conditions difficiles (charge de 0 °C à 55 °C, décharge de -20 °C à 60 °C), mais elle a un coût de durée de vie plus courte, plus votre batterie peut durer longtemps. se produire si vous en prenez bien soin et si vous le conservez entre 20°C et 30°C. Ni trop chaud ni trop froid. Et votre petite batterie sera heureuse pendant très très longtemps.
Mon UPS ne prend pas en charge une batterie de remplacement au lithium, mais je me sens astucieux
D'un autre côté, si vous possédez un onduleur à l'ancienne, qui ne prend pas en charge une batterie de remplacement au lithium, mais que vous êtes ingénieur, vous êtes sûr à 100 % de chaque petit détail de ce que vous allez faire, et surtout de la sécurité. (votre sécurité nous préoccupe le plus) rappelez-vous :
Différences de profil de charge.
Remplacer le chargeur ou ajuster les paramètres du chargeur (si possible) ? Parce que les batteries au plomb nécessitent un profil CC/CV, et Batterie de remplacement pour onduleur LiFePO4 (nous supposons que vous allez utiliser ce type) préfère une coupure de tension différente (environ 14,6 V pour une batterie 12 V).
Système de gestion de batterie (BMS)
Assurez-vous simplement que votre lithium Batterie de remplacement pour onduleur a un BMS intégré, si ce n’est pas le cas – prends-en un (même de notre part – BAK Technologies). Et il est très important de s’assurer au préalable que votre UPS et le BMS de votre batterie sont compatibles (peuvent communiquer correctement).
Différences de tension
Votre tout nouveau Batterie de remplacement pour onduleur LiFePO4 fonctionnera normalement à une tension nominale plus élevée que votre ancienne batterie au plomb. Par cellule, LiFePO4 fonctionne à 3,2 V et le plomb-acide à environ 2 V. Cela signifie que pour un système 12 V typique, votre batterie au lithium fonctionnera à environ 12,8 V.
Adaptation des capacités et durée d'exécution
Pour Batterie de remplacement pour onduleur au lithium le DoD est presque deux fois plus gros que celui au plomb. En gros, c'est 90 % contre 50 %, et c'est bien, car vous avez besoin de moins d'Ah pour obtenir la même autonomie. N'oubliez pas d'économiser votre argent et de recalculer la capacité. Si votre ancienne batterie au plomb avait 150-200 Ah, alors votre nouvelle Batterie de remplacement pour onduleur LiFePO4 fournira la même autonomie avec seulement 100 Ah.
Nos batteries au lithium UPS
Et si vous avez besoin de batteries LiFePO4, voici ce que BAK TECHNOLOGIES (c'est en majuscules parce qu'on crie) a pour vous !
BAKTH-LiFePO4 12,8 V 24 Ah, 307,2 Wh
Idéal pour 💡
Conçu pour les applications compactes telles que la sauvegarde des appareils électroniques domestiques : routeurs WiFi, petits éclairages LED et appareils à faible consommation. 🏠 L'autonomie de cette batterie excelle avec les exigences de légèreté, alimentant sans effort un appareil de 100 W pendant environ 3 heures. 🌟 Recommandé pour les appareils à faible consommation nécessitant un fonctionnement ininterrompu lors de brèves coupures de courant. ⚡
BAKTH-LiFePO4 12,8 V 54 Ah, 691,2 Wh
Idéal pour 🔋
Idéal pour les applications UPS de niveau intermédiaire, y compris les environnements de bureau à domicile équipés d'ordinateurs portables, de routeurs et de petits moniteurs. 💼 Autonomie : prend en charge efficacement un appareil de 200 W pendant environ 3 à 3,5 heures, offrant une sauvegarde robuste pour des besoins d'énergie modérés. ⚙️ Recommandé pour les bureaux à domicile ou les petits systèmes critiques nécessitant des performances fiables pendant les pannes de courant. ⚡
BAKTH-LiFePO4 12,8 V 100 Ah, 1 280 Wh
Idéal pour 💼
Conçu pour les applications UPS importantes : ordinateurs, systèmes de sécurité et équipements médicaux. 🔋 Capable de supporter une charge de 300 W pendant environ 4 heures ou une charge inférieure pendant des durées prolongées. 🚀 Nous le recommandons pour les configurations de divertissement à domicile, les petites salles de serveurs ou les espaces de bureau nécessitant une alimentation de secours fiable. ⚙️
BAKTH-LiFePO4 48V 30Ah, 1440 Wh
Idéal pour 🏭
Conçu pour les systèmes UPS industriels ou robustes exigeant une tension et une capacité de puissance élevées. ⚡ Parfait pour prendre en charge les équipements à haute puissance, exécutant efficacement une charge de 400 W pendant environ 3 à 3,5 heures. 🔧 Nous le recommandons pour les petits centres de données, les infrastructures de télécommunications ou les systèmes de contrôle industriels où une alimentation électrique robuste est essentielle. 🔌