面向下一代数据中心的电池系统技术：产学研视角

研究重点指出：

•回顾数据中心电源架构及推荐拓扑。

•调查电池技术、BMS以及基于AI/ML的控制策略。

•总结数据中心电力供应的净零目标和行业标准。

•回顾了近期行业白皮书和数据中心电力系统的概念验证。

•介绍近期获得资助的关于数据中心电池的研究与行业项目。

在这个现代数字基础设施时代，数据中心是存储、处理和管理大量数据的地方。它们支持人工智能（AI）和在线交易等关键服务，使大多数行业、行业和企业都能实现。随着如此庞大的数据快速增长，安全、可扩展且可靠的数据中心对全球经济和技术创新至关重要。

因此，高效数据中心的关键因素之一是能源问题，这涉及保持持续的能源支持，同时保持高可持续性和降低二氧化碳排放。在这方面，电池是现代数据中心中被视为重要的设备。它们的重要性在于通过储存多余电力稳定可再生能源，并保持数据中心的电力稳定。电池的核心是电池管理系统（BMS），通过追踪和分析不同的电池状态，帮助提升性能、安全性和寿命。先进BMS技术中的算法可以通过精确的充放电控制提高能效，减少故障，并延长数据中心设施电池的剩余使用寿命（RUL）。

因此，拟议论文概述了数据中心的电池技术和BMS，并重点介绍了其电力架构和能源管理拓扑结构。它从使用不间断电源（UPS）、电源单元（PSU）以及不同的电源拓扑对数据中心进行电力建模开始。然后，它展示了数据中心能源绩效规划的标准能效指标。讨论了重要的电池类型，并解释了它们为何成为当今数据中心运营的常见组成部分。BMS架构及其不同的控制层进一步介绍了与状态估计相关的内容，如电荷状态（SoC）、健康状态（SoH）和能量（SoE）。在这方面，本文的主要分析聚焦于将人工智能整合进BMS及其如何影响性能指标，从而实现拥有先进BMS的节能下一代数据中心。最终，将呈现净零标准、工业标准、工业白皮书文献综述、近期资助项目及挑战。随后，提供未来的研究方向和产业视角。

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