[发明专利]数据中心机架上的电池单元的热管理

说明书

本公开涉及数据中心机架上的电池单元的热管理。一种数据机架系统，包括：数据中心机架框架；位于所述数据中心机架框架内的搁板；以及设置在所述搁板上的模块化电池单元。所述模块化电池单元进一步包括：具有外表面的壳体；附着到所述外表面且彼此间隔开的多个相变材料(“PCM”)带；以及空气流动通道。所述空气流动通道形成在所述多个带中的两个相邻带之间的空间中，并且由所述两个相邻带之间的空间的形状和尺寸限定。

技术领域

本申请涉及电子领域，并且具体地涉及在服务器系统的数据中心机架上的模块化电池单元的热管理和冷却。当机架上的模块化电池单元和其它设备运行时，这些部件产生热量。这种热量会导致寿命降低和对部件的损坏。由于机架中的部件的紧密配置，所述部件的充分冷却可能是困难的。

背景技术

运营大规模计算系统的公司投入了大量资金来建立和维护包括所述计算系统的设备。这些计算系统通常存储在数据中心中，其需要昂贵的硬件和设备、以及不动产和人员来维护存储在所述数据中心中的设备。为了使成本最小化，数据中心机架和其上的设备被设计成紧凑的并且能够在延长的时间段上发挥功能，以及是模块化的以适应在所述计算系统内的部件的变化的架构和配置。

电池备用电源对于维持数据完整性是关键的。如果主交流(AC)电源故障，则驻留在电子存储器中的大量数据需要备用电源来防止丢失。由于掉电而导致的“硬”关机可能导致数据损坏和不能重启服务器或设备。类似地，所述系统中的硬盘驱动器可能被突然的掉电不可修复地损坏。

电池备用电源可用于在AC电源故障期间提供维持系统操作所需的电力。当电源故障发生时，所述计算系统被配置成自动切换到电池备用电源来为所述系统供电。电池备用单元旨在使服务器在备用发电机接管之前的几秒到几分钟的时间内保持全功率运行。电池备用单元将继续运行并为所述系统供电，直到公用电力返回到安全水平或所述电池完全放电。

一旦公用电力恢复了，电池备用电源可以自动充电以准备用于下一次断电，这个过程被称为放电周期。然而，电池在达到其使用寿命的终点之前仅能经历这么多次的放电/充电循环，因此必须被更换。

电池具有取决于规定条件的额定容量。典型的备用电池，诸如锂离子电池，是不间断电源(“UPS”)并且具有基于25℃(77°F)环境温度的额定容量。在这些条件下维持所述UPS电池的操作可以最大化电池的寿命并实现最佳性能。在电源故障期间的电池操作过程中，产生了大量的热，导致环境温度的显著升高。另外，来自周围设备的环境热量可以引起环境温度的升高。虽然UPS电池可继续在升高或降低的温度下工作，但这样做会降低电池的性能和寿命。因此，将UPS电池维持在恒定且期望的环境温度对于延长UPS电池的寿命和最佳性能是至关重要的。此外，由于电池备用单元的间歇使用，这种电池单元必须保持在允许所述电池单元一直以峰值性能工作的状态。

模块化电池备用单元可以分布在数据中心中的服务器机架之间。这些模块化电池单元提供UPS电池备用电源的一个示例，并且代表容纳在需要维护和保养的数据机架上的关键和必要的电子设备。在一个示例中，模块化电池单元包括壳体，并且电池和冷却风扇或其它内部冷却系统两者都可以设置在所述壳体内。

如上所述，热量降低了电池的寿命，使得电池的冷却极为重要。鉴于每个单独的和模块化的电池单元以及在数据机架中和在数据中心中的其它设备的高功率输出，产生大量热量。虽然模块化电池单元各自单独地包含内部冷却系统，诸如风扇，以从所述电池单元分配和排出热量，但是在所述电池壳体内和周围的大量热量仍然存在并且威胁所述UPS电池的寿命和操作。

发明内容

本公开的各方面对于分布在存储在数据机架上的备用电池单元的放电期间产生的热是有利的。