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BACS 電池管理系統 ─ 使用安全可靠度再次升級

快訊:BACS 系統全面採用無鹵材質標準的線材

歐洲最大的代管服務供應商 (OVH) 位於法國,不幸於3/10 的凌晨,因為一場大火,造成超過10,000 部網路伺服器被燒毀,而導致檔案資料幾乎全部遺失毀損。這是歐洲近年來最大的數據中心發生的大火,因而引人注目的意識到電力安全極致重要性

火災確切原因仍然持續的調查進行中,但跡象已經越來越明顯呈現出,這次起火原因禍首是來自現場的 UPS 系統與及電池。在這跡象呈現的背後,讓所有人們更清楚到,如果電力供電系統高承載系統應用中僅僅提供一般性的監控服務功能,缺乏自動控制的因應機能,將因而無法遏止火災的發生,由此可明顯說明是完全不足以承擔應付高風險

針對 UPS 系統和電池僅有簡簡單單的監控是不足夠的。採用自動化的系統成為極重要的關鍵,無須任何人為操作,遏止火災風險發生。

因此,客戶不應該只著重在 UPS 的簡單監控功能,還更應該多去關注電池本身的監控。UPS 在電池老化導致行成溫度上升的現象,在以往單純監控確無法在重要關鍵時刻即時遏止危急風險,相形之下,在系統處於高承載應用的環境,更必須要對個別電池進行主動監控;更好的方式, 提供自動化且具有反制反應(Counter-Reactive)的能力,從源頭來遏止火災風險情勢升級。多年以來,美國境內的數據中心一直遵循〝美國消防法規〞,進而演進形成UPS 特定規範 後續發展,該規範明確指示UPS 電池在溫度上升形成過熱情況下強制系統自動斷開並隔離,防止這種災害風險逐步擴大。由於這種毀滅性的災難事件在歐洲是極為罕見,因而欠缺這類型的防範措施;也因此,目前 BMS 電池監控均屬於自主安裝而不是來自規範要求。在法國 OVH 最近這一次所發生的事件之後, 這種情況極可能會被迫改變,並且現今鋰電池正逐步在此類型系統高承載應用中掘起,顧及到此類型的電池組管理,勢必會進一步導入類似的產業監管要求。

投資建置具有自動斷開隔離功能的電池管理系統,是安全電力電源供應在任何情況下的重要特點。

一般簡單型的 BMS 電池監控是完全不具有此類的功能且不足以應用在緊急關鍵時刻;對於火災發生的事件,眾多競爭品牌 BMS 電池監控的供應商或製造商往往均會發出以下類似版本的聲明……..購買 BMS 電池監控產品注意事項,本產品對於火災事件僅能提供事前告警,在尚未被燒毀前,BMS 電池監控是一直持續維持著主動監控….,如果發生火災之後再向用戶解釋說明,這個火災早已透過 BMS 電池監控 〝確認〞,用戶面對這樣說詞與結果將情何以堪

明顯推諉的回應和刻意隱瞞低階 BMS 電池監控在功能上是缺乏具有安全相關 (Safety-Relevant) 的事實,當然客戶是無法完全接受這種回應方式,但也因為BMS 電池監控是不可能〝主動的 (Actively)〞監測到,在這個領域上這是無須爭論探討的一個事實。在實際上,對於溫度上升這種類型的警報,通常是非常危急且處理的時間是短促急迫,但只有在災害發生時再自動產生警報訊息,到了這時候才會被受到注意已經來不及啦!

如果深入探討這次 OVH 火災事件,他們將會發現對於電池本身只有監控是確實不足夠的,因為 BMS 電池監測器必須安裝在電池上是無法避免的,且 BMS 電池監測器使用電氣配件總成連接整合到電池串(組)。如果這些電氣配件總成出現故障短路時,這時 BMS 電池監測器沒有立即與電池斷開隔離,則 BMS 電池監測器本身變成可能是危險的來源。由於缺乏預防性防護錯施,他們透過標註方式將潛在風險列為〝主要的殘留風險 (Fundamental Residual Risk)〞,因而用來彌補招受不言而喻的風險。也就因此,BMS 電池監測器將形成溫度升高而導致過熱,造成內部電路燒燬演變成短路而危及電池本身安全。因此,電氣故障現象將會持續惡化,直到形成極大故障電流以電弧放電時,最終引發無法收拾的火災災難。

GENEREX 早已洞悉了解到且解決這方面的問題;這些競爭品牌的 BMS 電池監測器與電池連接的電纜是使用一般的電氣線材,不像我們的 BACS ,是採用附有高壓保險絲的專用電纜。當在危急緊急的情況下將會自動觸發保險絲燒熔立即斷開與電池隔離連接。因此,我們 GENEREXBACS 系統將這個保險絲非常明確的視為一個重要部份,且不能沒有它!因此一旦發生故障危急時是至為重要的關鍵,若缺少這一個功能,安裝在故障電池上的 BMS 電池監測器控將無法立即自動斷開隔離。

專業火災調查員於事故調查過程中,經常發現到在電池室裡的電氣設備是引發火災發生的肇因,這是事出有因。透過高壓保險絲 (例如 BACS 使用的保險絲) 這個裝置來防止故障電流是任何 BMS 電池監控系統不可缺少且是必備的重要安全功能!

高電流和電壓極可能產生電弧  ─── 每一條的 BACS 電池量測線具有2只高壓保險絲直接安置於量測線上,並焊接於遠離電子元件的位置後再由羊毛材質包覆保護,以防止保險絲燒熔時產生的電弧外逸。每個 BACS 電池監測器個別配置於個別電池上,如果電池本身出現短路電流或電氣故障時的情況下將有效地自我斷開隔離。假設不幸發生類似的故障,將會導致災難性事件的突波電壓及電流衝擊致使該顆電池監測器的保險絲短路,進而也將受到影響及電池組上其餘部份的電池監測器斷開。BACS 系統偵測到此危急事件時並同時透過告警系統向系統工程師發出警報。

BACS 系統這種獨特性的功能是非常複雜且製造成本會比較高,但是導入我們 BACS 系統這類型的配置設計技術必然可完全遏阻電池室內的潛在火源或擴大發生!

其他競爭品牌的供應商或製造商均排除這種的設計,主要原因出自安裝高壓保險絲的製作成本費用非常昂貴,而且每一條電池量測線加裝了保險絲後將使線路阻抗值增加而導致內阻量測值的精確度下降,因而為了補償是必須經過專門校準程序,如此確實需要付出極大的努力才可達成。所以由此可知 BACS 系統是 BMS 電池監控的產品佼佼者,最為安全的產品,也因此受到對於安全極度重視的客戶青睞與信賴;事實上,我們的 BACS 系統在很多的應用環境(例如機場) 已經成為必備標準!

BACS 系統的每一條電池量測線具有2只高壓保顯絲,且可承受高達 1000 伏特 (V) 的電壓,也是現今業界市場上唯一提供的產品。其他品牌的供應商或製造商僅就電氣導線以阻燃材料的無鹵 (Halogen-Free) 材質製作而成的電纜提供,強調如此就可以降低起火的可能性,從而降低危急風險的論述,這是一種令人髮指的態度表現,且絕對不是一個完整的解決方案,這是個令人擔憂的事實。

無鹵 (Halogen-Free)

如果發生火災的情況,電氣配件部品中所含的鹵素會造成安全的危險,因為它們在燃燒的過程中會大量釋放到大氣中形成劇烈有毒氣體。基於這個原因,有眾多業主於 BMS 電池監控採購招標規範堅持需提供無鹵材質 (Halogen-Free) 電纜,以排除此類氣體不會再存在於火災過程中。BACS 系統實際上是不需要使用到這昂貴的無鹵材質電纜,只要能符合前面所述,正確配置安裝 BACS 系統,即可確實的遏止火災發生。但是,礙於由於許多火災的負面經驗造成很多客戶所擔憂,也就因此,在越來越多的採購招標規範中反復的要求〝無鹵電纜〞。

因此,我們正式做出正面回應,BACS 的匯流排通訊電纜與電池量測線,將全面採用無鹵材質製作

隨著無鹵 (Halogen-Free) 材質的匯流排通訊電纜及電池量測線的標準化,GENEREX BACS 系統現在將成為靜態電力系統的業界市場上最為安全的電池管理系統 ,也因而再次提升了 BMS 電池監控的〝使用安全可靠度〞標準。

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