CN113036283B - 电池备用单元以及包括其的电子机架 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种具有百叶窗设计的电池备用单元(BBU)，其包括机箱、具有一个或多个电池单元的电池模块、位于机箱前端处的第一百叶窗、位于机箱后端处的第二百叶窗、以及控制机构，该控制机构联接到第一百叶窗和第二百叶窗并且配置成打开和关闭上述百叶窗。此外，电池模块和控制机构设置在机箱内。在另一个实施例中，包括一个或多个电池模块的、具有类似百叶窗设计的BBU搁置架可以在电子机架内实现。

Description

电池备用单元以及包括其的电子机架
技术领域
本发明的实施例大体上涉及一种具有用于电子机架的百叶窗设计的电池备用单元(BBU)。
背景技术
锂离子电池通常用于车辆工业，例如电动车辆(EV)和插入式混合动力。用于电动车辆的锂离子电池组被设计用于车辆特定的需求和使用。然而，对于作为代替不间断电源(UPS)系统的能量存储单元在数据中心存储和操作的信息技术(IT)设备来说，锂离子电池也变得更加流行。
计算机服务器的大集群可以被保存在专用设施中，通常被保存在机架外壳中。服务器可以用于支持数据中心行业。使用电池备用单元(BBU)代替传统的解决方案，例如基于铅酸的UPS系统已经普及。BBU在数据中心空间中的新作用的一个结果是将BBU从集中式电池室重新定位到数据中心IT室。数据中心中的热环境(温度)通常基于服务器的规范和要求而不是电池来管理和操作，因此可能无法针对BBU的使用进行优化。
数据中心应用中BBU的(例如，锂离子)电池的热管理是主要关注的问题。例如，如果电池单元温度在操作(例如，充电和/或放电)期间超过某一阈值(例如，70℃)，则可能存在热失控，这可能导致电池故障。例如，如果温度超过阈值，则电池单元内的放热化学反应可能增加热产生，进一步增加电池单元温度，这可能导致电池在短时间内出现故障。若干原因可导致热失控，包括电池单元中的热点热膨胀、退化、短路和电池单元之间的个体差异。此外，不论电池充电/放电还是不充电，这些原因都可能存在。由于过热，电池故障可能导致火灾。当在一个或多个电池处发生火灾时，需要触发数据中心内的火灾抑制功能，以防止火灾蔓延从而损坏任何周围的BBU和IT设备。因此，需要一种BBU设计，其解决热失控问题并且能够抑制在一个或多个BBU的电池中发生的火灾，以便防止对周围BBU和IT设备的任何损坏。
发明内容
根据本申请的第一方面，提供了一种电池备用单元(BBU)，其包括：机箱；电池模块，具有一个或多个电池单元，所述电池模块配置成向负载提供电池能量，并且配置成从外部电源汲取电力以对所述电池单元充电；第一百叶窗，位于所述机箱的前端；第二百叶窗，位于所述机箱的后端；以及控制机构，联接到所述第一百叶窗和所述第二百叶窗两者，并配置成打开和关闭所述百叶窗，其中，所述电池模块和所述控制机构设置在所述机箱内。
根据本申请的另一方面，提供了一种电子机架，其包括：多个信息技术IT设备，所述多个IT设备中的至少一个包括一个或多个服务器以提供数据处理服务；电源单元，联接到所述多个IT设备；以及备用电池单元BBU搁置架，用于在所述电源单元不可用时向所述IT设备提供备用电力，其中BBU搁置架包括根据上述第一方面所述的机箱、一个或多个电池模块、第一百叶窗、第二百叶窗和控制机构。
附图说明
在附图的附图中以示例的方式而不是限制的方式示出了这些方面，在附图中相同的附图标记表示类似的元件。应当注意，本公开的“一”或“一个”方面的引用不一定是相同的方面，并且它们意味着至少一个。此外，为了简洁并减少附图的总数，可以使用给定的附图来说明多于一个方面的特征，并且对于给定的方面可能不需要图中的所有元件。
图1是示出根据一个实施例的具有百叶窗设计的电池备用单元(BBU)的示例的框图。
图2是根据一个实施例的具有百叶窗的BBU的立体图。
图3示出了根据一个实施例的BBU的百叶窗叶片。
图4是根据一个实施例的具有BBU的电子机架的示例。
图5示出了根据一个实施例的具有百叶窗的BBU搁置架。
图6示出了根据一个实施例的空BBU搁置架。
图7是根据一个实施例的具有百叶窗的BBU搁置架的立体图。
图8是根据一个实施例的具有BBU搁置架的电子机架的示例。
具体实施方式
现在参考附图说明本公开的几个方面。每当在给定方面中描述的部件的形状、相对位置和其它方面没有明确限定时，本文公开的范围并不仅仅限于所示的部件，其仅用于说明的目的。此外，虽然阐述了许多细节，但应了解，可在没有这些细节的情况下实践某些方面。在其它情况下，没有详细示出公知的电路、结构和技术，以免模糊对该描述的理解。此外，除非明确存在相反的含义，否则本文所述的所有范围被认为包括每个范围的端点。
在说明书中提及“一个实施例”或“实施例”意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性可以被包括在本公开的至少一个实施例中。在说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”不一定都指同一实施例。
本公开解决了在数据中心中使用的电池备用单元(BBU)中的电池单元的热失控的问题。在本公开中提出的解决方案提供了一种百叶窗设计，在该百叶窗设计中，可以根据一定的标准来定位任一端的百叶窗。具体地，本公开描述了一种具有前端百叶窗和后端百叶窗的BBU。在操作期间(例如，充电和/或放电)和/或在不进行操作时，百叶窗可以处于打开位置，以便允许容纳在其中的电池被强制风冷。然而，响应于电池故障，可以关闭百叶窗(例如，控制到关闭的位置)，以便从周围环境封闭电池单元(例如，完全封闭BBU内的电池单元)。例如，在高电池单元温度和/或存在液体的情况下，可以关闭百叶窗以防止火和液体从BBU中扩散出去。
根据一个实施例，BBU包括：机箱；电池模块，其具有一个或多个电池单元，所述电池模块配置成向负载提供电池能量，并且配置成从外部电源汲取电力以对所述电池单元充电；第一百叶窗，其位于所述机箱的前端；第二百叶窗，其位于所述机箱的后端；以及控制机构，其联接到第一百叶窗和第二百叶窗两者，并且配置成打开和关闭所述百叶窗。此外，电池模块和控制机构设置在机箱内。
在一个实施例中，BBU还包括温度传感器，其通信地联接到控制机构并且配置成感测BBU的内部温度。控制机构配置成响应于内部温度超过阈值温度而关闭百叶窗。在另一个实施例中，BBU还包括液体探测器，其配置成探测机箱中液体的存在。控制机构配置成响应于液体探测器探测到液体的存在而关闭百叶窗。
在一个实施例中，每个百叶窗包括一个或多个叶片，所述叶片配置成响应于控制机构打开和关闭百叶窗而在不同位置之间旋转。在另一个实施例中，对于每个百叶窗处于关闭位置时，百叶窗的每个叶片的边缘邻接百叶窗的另一不同叶片。至少一些叶片的边缘被密封材料覆盖，该密封材料配置成在所述边缘邻接所述另一不同叶片的情况下在所述边缘和所述另一不同叶片之间形成密封。在一些实施例中，密封材料由橡胶材料和塑料中的至少一种构成。
在一个实施例中，BBU还包括一个或多个风扇，所述风扇连接到机箱并配置成在第一百叶窗和第二百叶窗打开的情况下推动空气通过机箱或将空气抽入机箱。在其它实施例中，BBU还包括第三百叶窗，其设置在机箱内并位于第一百叶窗和第二百叶窗之间。在这种情况下，控制机构被联接到第三百叶窗，并且配置成使得第三百叶窗与第一百叶窗和第二百叶窗一起被打开和关闭。
在一个实施例中，控制机构是致动器和马达中的一个。在一些实施例中，致动器是故障关闭致动器，其配置成响应于致动器的故障而关闭百叶窗。
根据一个实施例，电子机架包括：多个信息技术(IT)设备，至少一个IT设备包括一个或多个提供数据处理服务的服务器；电源单元，其联接到IT设备；以及BBU搁置架，其在电源单元不可用时向IT设备提供备用电力。BBU搁置架包括如前所述的机箱、一个或多个电池模块、第一百叶窗、第二百叶窗和控制机构。
应提及的是，短语“电池组”在本文中可与“BBU模块”和“BBU组”互换使用。此外，BBU可以包括一个或多个电池模块(或电池组)。电池模块可以包括一个或多个电池单元。在下面的实施例中也描述了其它特征。
图1是示出根据一个实施例的具有百叶窗设计的BBU的示例的框图。具体而言，该图显示了具有机箱2和一个或多个风扇8的BBU 1(例如，其俯视图)。机箱2包括前端(例如，第一)百叶窗6、后端(例如，第二)百叶窗5、包括一个或多个电池单元4的电池模块3、控制机构9、液体探测器10和温度传感器11。在一个实施例中，BBU1可包括如本文所述的或多或少的元件。例如，BBU可以在BBU的任一端包括更多的百叶窗。作为另一个例子，BBU可以不包括液体探测器或温度传感器。
如图所示，机箱2是在任一端具有百叶窗(或百叶窗阻尼器)的矩形盒。在一个实施例中，机箱可以具有任何形状，诸如立方体形或圆柱形。在一个实施例中，机箱可以由任何类型的材料构成，诸如金属(例如，铁)或合金(例如，钢)。在另一个实施例中，机箱可以由复合材料构成。例如，机箱可以包括至少两层：由阻燃材料(例如，水泥，玻璃纤维等)构成的内层，以及由金属构成的外层。
前端百叶窗6和后端百叶窗5配置成打开(或至少部分地打开)，以便使机箱(在机箱内部)能够流体联接到周围环境。具体地，当处于打开位置(例如，或不处于完全关闭位置)时，每个百叶窗允许空气从外部环境流动通过百叶窗并进入机箱，或允许空气从机箱的内部(其可能已经通过相对端百叶窗进入机箱)通过百叶窗并流出进入环境中。当百叶窗处于关闭位置时，机箱至少部分地与外部环境密封。在一个实施例中，百叶窗构成气密密封，当百叶窗处于关闭位置时，该气密密封不允许空气流入或流出机箱。在另一个实施例中，百叶窗构成水密密封，当处于关闭位置时，该密封不允许流体进入或离开机箱。在一个实施例中，可以单独控制各百叶窗，使得它们可以在打开位置、至少部分打开位置和/或关闭位置之间转换。本文描述了关于控制百叶窗的更多信息。
在一个实施例中，BBU 1可以具有任意构造的百叶窗，以便允许空气流入和流出BBU。具体地，机箱可以具有三个或更多个百叶窗，而不是仅具有两个百叶窗。例如，与后端百叶窗5和前端百叶窗6一起，机箱可以在机箱的相对纵向侧上具有两个百叶窗，以便允许两股不同的气流(例如，当所有百叶窗都被打开时，空气从前向后流动，并且空气从一侧到另一侧流动)。作为另一个例子，BBU可以包括至少三个百叶窗，其中第三百叶窗设置在机箱内并位于后端百叶窗5和前端百叶窗6之间。具体地说，第三百叶窗可以设置在后端百叶窗附近，以便在两个百叶窗关闭时确保更好的密封。结果，第三百叶窗可以配置成与其它两个百叶窗一起打开和关闭。本文描述了关于控制百叶窗的更多信息。
电池模块3可以具有任何形状和结构。例如，如图所示，电池模块是矩形盒。然而，在另一个实施例中，电池模块可以是立方体形或圆柱形。在一个实施例中，电池模块可以具有与机箱类似的形状。在一些实施例中，电池模块可包括一个电池单元4，或可包括串联连接、并联连接或其组合的两个或更多个电池单元。电池单元可以是任何类型的，例如本文所述的锂离子。如图所示，电池模块电联接到一对连接器12，该连接器12配置成将BBU的(模块)电联接到负载以提供存储在电池单元内的电池能量，并且电联接到电源(或源)以对电池单元充电。在一个实施例中，该对连接器配置成可拆卸地联接到负载或电源。例如，连接器可以是任何类型的连接器，诸如允许BBU容易地连接/拆卸到负载或电源的快速连接配件。在一个实施例中，电池模块可以(从机箱的内部)可拆卸地连接到该对连接器12，并且可以从BBU移除。例如，机箱可以包括开口(或舱口)，电池模块可以通过该开口(或舱口)被移除(或添加)。在一个实施例中，至少一个百叶窗可拆卸地连接到机箱，以便使用者能够触及机箱的内部。
如图所示，液体探测器10和温度传感器11都设置在机箱2内并且(通过有线和/或无线连接)可通信地联接到控制机构9。液体探测器配置成探测机箱2内液体的存在，并且作为响应，产生表示探测到液体的电信号并将其传送到控制机构。例如，探测器可以是联接在阳极和阴极之间的多孔结构。一旦附近存在导电液体诸如电池电解质(例如，LiPF6溶液)，溶液被多孔结构吸收，并且电流可以从阳极通过多孔结构流到阴极，这可以引起电信号的产生。在一个实施例中，液体探测器可以是配置成探测任何类型的液体(例如，导电和非导电)的存在的任何类型的液体探测器。
温度传感器11配置成感测BBU的内部温度，并且作为响应，产生表示内部温度的电信号并将其发送到控制机构。温度传感器可以是配置成感测温度的任何类型的传感器，诸如热电偶、电阻温度探测器(RTD)等。在一个实施例中，温度传感器可以位于机箱内的任何位置以感测温度。例如，如图所示，温度传感器位于电池模块的侧面。然而，传感器可以定位在电池模块附近、放置在电池模块上或电池模块内。在一个实施例中，BBU可以包括多个温度传感器。例如，由于一些电池单元可能出现故障而其它电池单元没有出现故障，因此在电池模块上可能形成热点。为了解决这个问题，几个温度传感器可以位于电池模块周围的不同位置处。在一个实施例中，温度传感器可以位于电池模块外部(例如，在机箱2的外表面上)。
控制机构9配置成接收来自液体探测器10和/或温度传感器11的信号，并且配置成打开和关闭百叶窗(例如，后端百叶窗5和前端百叶窗6)中的至少一个。例如，控制机构可以包括控制器，该控制器配置成使用所接收的信号来确定百叶窗是否处于打开(或至少部分打开)位置或关闭位置。在一个实施例中，控制器可以是专用处理器，例如专用集成电路(ASIC)、通用微处理器、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号控制器或一组硬件逻辑结构(例如，滤波器、算术逻辑单元和专用状态机)。在一个实施例中，控制器可以是具有模拟元件(例如，电阻器、电容器、电感器等)和/或数字元件(例如，基于逻辑的元件，诸如晶体管等)的组合的电路。控制机构(和/或控制器)还可以包括存储器。
控制机构9配置成响应于一定的标准关闭百叶窗。具体地，控制机构(例如，其控制器)配置成基于内部温度和/或BBU中是否存在液体中的至少一个来确定百叶窗应该处于什么位置。例如，控制机构配置成响应于内部温度超过阈值温度(例如，70℃)而关闭百叶窗。作为另一个示例，控制机构配置成响应于液体探测器探测到(例如，导电的)液体的存在而关闭百叶窗。在一个实施例中，在不存在液体且不存在超过阈值的内部温度的情况下，控制机构配置成打开至少一些百叶窗。在另一个实施例中，控制机构配置成在BBU工作时打开百叶窗(只要满足标准)。否则，控制机构可以在BBU不工作时关闭百叶窗。
在一个实施例中，控制机构9可以是能够打开/关闭百叶窗的任何机械部件，诸如致动器或马达。在另一个实施例中，控制机构通过联接构件7连接到前端百叶窗6和后端百叶窗5，并且可以通过致动或调节联接构件7来控制百叶窗的位置。例如，联接构件可以是控制机构旋转的杆，这又使得百叶窗基于联接构件的旋转程度而打开(或至少部分打开)和关闭。作为另一个示例，联接构件可以是控制机构拉动/推动以便控制百叶窗的带。通过利用相同的联接构件将控制机构联接到每个百叶窗，可以同时控制百叶窗。在一个实施例中，控制机构可以用不同的联接构件联接到至少一些百叶窗。在这种情况下，控制机构可以通过调节与百叶窗联接的不同联接构件来单独地控制百叶窗的位置。本文描述了关于控制百叶窗的更多信息。
在一个实施例中，控制机构9可以是故障关闭致动器，其配置成响应于致动器的故障而关闭百叶窗。例如，在某些情况下，诸如液体探测器10和/或温度传感器11的功率损失或信号中断，致动器将使百叶窗关闭。在一个实施例中，致动器可包括至少一个使致动器处于弹簧压力下的弹簧。在正常操作期间，致动器在该弹簧压力下控制百叶窗(例如，推压弹簧)。当发生故障时，弹簧压力克服致动器，导致百叶窗关闭(例如，通过旋转联接构件)。
风扇8包括一个或多个风扇，并且配置成经由后端百叶窗5将空气推入(或推进)BBU中，和/或配置成将经由前端百叶窗6进入的空气牵拉(或抽吸)穿过BBU。在一个实施例中，风扇8可以可拆卸地联接到BBU 1的(机箱2)或者可以是分开的。在另一个实施例中，风扇可以通信地(例如，经由无线连接)联接到控制机构。例如，控制机构可基于百叶窗是否打开(或至少部分打开)或关闭来控制风扇。例如，当百叶窗打开时，控制机构可以向风扇发送控制信号，使风扇启动。然而，如果百叶窗关闭，风扇可能被停用。在一个实施例中，风扇的速度也可以调节。例如，控制机构可以(通过温度传感器11)监控BBU的内部温度。当温度升高时，控制机构可以使风扇增加风扇速度，以便增加通过机箱的气流，这又可以降低内部温度。
图2是根据一个实施例的BBU 1的立体图。该图示出了至少部分打开的后端百叶窗5。具体地，后端百叶窗包括三个百叶窗叶片21至23，每个百叶窗叶片配置成相对于机箱2绕单独的水平轴线旋转(例如，百叶窗叶片21绕X1轴线旋转)。当处于打开位置时，百叶窗叶片中的每一个基本上相对于彼此是水平的，以便允许空气流入(或流出)机箱2。相反，当百叶窗处于关闭位置时，每个叶片基本上彼此垂直(例如，旋转大约90°)，并且百叶窗的每个叶片的边缘邻接百叶窗的不同叶片。特别地，当百叶窗关闭时，顶部叶片21的叶片边缘24邻接中间叶片22。例如，顶部叶片的边缘可以与中间叶片的表面邻接(或接触)。在一个实施例中，此外，顶部叶片的表面的一部分(例如，当百叶窗关闭时，相对于BBU的近侧表面)可以邻接中间叶片的表面的一部分(例如，当百叶窗关闭时，相对于BBU的远侧表面)。这导致机箱与周围环境密封。
尽管图示为包括三个叶片，但百叶窗可以包括一个或多个百叶窗叶片。在一个实施例中，后端百叶窗5和前端百叶窗6可以包括相同数量的百叶窗叶片或不同数量的百叶窗叶片。
在一个实施例中，控制机构9配置成通过使百叶窗叶片各自绕相应的轴线旋转来控制百叶窗。例如，每个百叶窗叶片可联接到联接构件7。为了使叶片旋转，控制机构9可以致动或调节(例如，旋转)联接构件7，这又使叶片绕其各自的轴线旋转。在一个实施例中，控制机构9可以单独控制至少一些百叶窗叶片。例如，叶片21至23中的每一个可以在不同的位置旋转，以便调节通过BBU 1的气流。
图3示出了根据一个实施例的BBU的百叶窗叶片。具体而言，该图显示了至少部分地覆盖百叶窗叶片21的密封材料30。特别地，密封材料覆盖叶片边缘24，叶片的侧部25和叶片的表面26的一部分。在一个实施例中，密封材料可以覆盖百叶窗叶片21的一个或多个边缘、侧部和/或表面。密封材料配置成在百叶窗叶片21邻接(例如，当百叶窗处于关闭位置时)不同叶片时在百叶窗叶片21和不同叶片(例如，叶片22)之间形成密封。例如，当包括密封材料的百叶窗叶片21的任何部分与包括这里所示的密封材料的不同的叶片(诸如叶片边缘24、叶片侧部25和叶片表面26的一部分)接触时，可以形成密封。在一个实施例中，为了形成密封，密封材料可以是柔韧或柔性材料，当包括密封材料的边缘24邻接(叶片22的表面)叶片22时，该柔韧或柔性材料轻微变形。这种变形可能在百叶窗处于关闭位置的情况下导致气密(和/或水密)密封。如本文所述，当百叶窗叶片21的其它部分邻接不同的叶片时，可产生密封。在一个实施例中，密封材料可以由任何材料构成，诸如橡胶材料或塑料。在另一个实施例中，密封材料是比构成叶片的材料更柔韧或更柔韧的材料。
图4是示出根据一个实施例的具有BBU 1的电子机架的示例的框图。电子机架500可以包括一个或多个服务器插槽，以分别包含一个或多个服务器。每个服务器包括一个或多个信息技术(IT)组件(例如，处理器、存储器、存储设备、网络接口)。根据一个实施例，电子机架500包括但不限于CDU 501、机架管理单元(RMU)502(可选的)、电源单元(PSU)550、BBU 1、以及一个或多个IT设备(或IT设备)503A至503D，其可以是任何类型的IT设备，诸如刀片服务器。IT设备503可以分别从电子机架500的前端504或后端505插入到服务器插槽阵列中。PSU 550和/或BBU 1可以被插入到电子机架500内的任何服务器插槽中。在一个实施例中，可以将一个或多个BBU插入到电子机架500内的任何服务器插槽中。如图所示，BBU 1被插入到最底部的服务器插槽(在PSU 550之下)中，并且其前端百叶窗6和后端百叶窗5被打开。在一个实施例中，BBU 1位于该插槽中以防止可能从BBU泄漏出的任何液体污染任何其它组件(例如，PSU 550和/或任何IT设备)。
注意，尽管这里仅示出了四个IT设备503A至503D，但是可以在电子机架500内维护更多或更少的IT设备。还应注意，CDU 501、RMU 502、PSU 550、BBU 1和IT设备503的特定位置仅出于说明的目的而示出；也可以实现这些组件的其它布置或配置。注意，电子机架500可以对环境开放或者部分地由机架柜容纳，只要冷却风扇可以产生从前端到后端的气流(或者产生从后端到前端的气流)即可。
此外，风扇模块可以与IT设备503和BBU 1中的每一个相关联。在该实施例中，风扇模块531A至531E(统称为风扇模块531)分别与IT设备503A至503D和BBU 1相关联。每个风扇模块531包括一个或多个冷却风扇。例如，风扇模块531E可以包括如图1所示的风扇8。风扇模块531可以安装在IT设备503和/或BBU 1的后端上，以产生从前端504流进、行进通过机架500、并从电子机架500的后端505流出的气流。在另一个实施例中，一个或多个风扇模块可以定位在机架500的前端504上。这种前端风扇可配置成将空气推入IT设备503和/或BBU 1的部件中。
在一个实施例中，CDU 501主要包括热交换器511、液体泵512和泵控制器(未示出)，以及一些其它组件，诸如蓄液器、电源、监测传感器等。热交换器511可以是液体到液体热交换器。热交换器511包括具有入口和出口的第一回路，所述入口和出口具有与外部液体供给/返回管线532和533联接以形成主回路的第一对液体连接器。联接到外部液体供给/返回管线532和533的连接器可以设置或安装在电子机架500的后端505上。液体供给/返回管线532和533联接到一组房间歧管，所述一组房间歧管连接到外部除热系统或外部冷却回路。此外，热交换器511还包括具有两个端口的第二回路，所述两个端口具有联接到液体歧管525以形成第二回路的第二对液体连接器，液体歧管525可包括供给歧管和返回歧管，所述供给歧管用于将冷却液体供给到IT设备503，所述返回歧管用于将较暖的液体返回到CDU501。注意，CDU 501可以是任何种类的市场上可买到的或定制的CDU。因此，这里将不描述CDU 501的细节。
每个IT设备503可以包括一个或多个IT组件(例如，中央处理单元或CPU、图形处理单元(GPU)、存储器和/或存储设备)。每个IT组件可以执行数据处理任务，其中IT组件可以包括安装在存储设备中、加载到存储器中并且由一个或多个处理器执行以执行数据处理任务的软件。如上所述，这些IT组件中的至少一些可以附接到任何冷却装置的底部。IT设备503可以包括联接到一个或多个计算服务器(也称为计算节点，诸如CPU服务器和GPU服务器)的主机服务器(称为主机节点)。主机服务器(具有一个或多个CPU)通常通过网络(例如，因特网)与客户端联通，以接收对诸如存储服务的特定服务(例如，基于云的存储服务，诸如备份和/或恢复)的请求，执行应用程序以执行某些操作(例如，作为服务软件或SaaS平台的一部分的图像处理、深度数据学习算法或建模等)。响应于该请求，主机服务器将任务分配给由主机服务器管理的一个或多个性能计算节点或计算服务器(具有一个或多个GPU)。性能计算服务器执行实际的任务，其可以在操作期间产生热量。
在一个实施例中，BBU 1配置成当机架不从主电源汲取电力时(例如，在停机期间)向机架(例如一个或多个IT设备503)提供备用电力(例如，从包含在其中的一个或多个电池模块汲取电池能量)。在一个实施例中，由BBU 1的控制机构9执行的操作可由机架500内的任何组件(例如，IT设备503A)执行。例如，IT设备503A可以包括与液体探测器10和/或温度传感器11以及控制机构9通信联接的控制器。控制器可以从探测器和传感器获得信号，并确定控制机构应该打开还是关闭BBU 1的百叶窗。一旦确定，控制器就可以向控制机构发送控制信号，然后控制机构使百叶窗打开或关闭。在一个实施例中，电子机架500可以包括BBU搁置架，该BBU搁置架包括一个或多个电池模块，而不是BBU 1(或除了BBU 1之外)。本文中描述了关于BBU搁置架的更多信息。
电子机架500还包括可选的RMU 502，其配置成提供和管理提供给IT设备503、风扇模块531和CDU 501的电力。在一些应用中，优化模块521和RMC 522可以与控制器通信。RMU502可联接到PSU 550以管理PSU的功率消耗。PSU 550可以包括必要的电路(例如，交流(AC)到直流(DC)或DC到DC功率转换器、备用电池、变压器或调节器等)，以向电子机架500的其余组件供电。
在一个实施例中，RMU 502包括优化模块521和机架管理控制器(RMC)522。RMC 522可以包括监视器以监视电子机架500内的各种组件(诸如IT设备503、CDU 501和风扇模块531)的操作状态。具体地，监视器从表示电子机架500的操作环境的各种传感器接收操作数据。例如，监视器可以接收表示处理器的温度、冷却液和气流的操作数据，这些数据可以通过各种温度传感器来捕获和收集。监视器还可以接收表示由风扇模块531和液体泵512产生的风扇功率和泵功率的数据，其可以与它们各自的速度成比例。这些操作数据被称为实时操作数据。注意，监视器可以实现为RMU 502内的单独模块。
基于操作数据，优化模块521使用预定的优化函数或优化模型执行优化，以导出用于风扇模块531的一组最佳风扇速度和用于液体泵512的最佳泵速度，使得液体泵512和风扇模块531的总功耗达到最小，而与液体泵512和风扇模块531的冷却风扇相关联的操作数据在它们各自的设计规范内。一旦确定了最佳泵速度和最佳风扇速度，RMC 522就基于最佳泵速度和风扇速度配置液体泵512和风扇模块531的冷却风扇。
例如，基于最佳泵速度，RMC 522与CDU 501的泵控制器通信以控制液体泵512的速度，液体泵512转而控制供给到液体歧管525以分配到至少一些刀片服务器503的冷却液体的液体流速。由此，实现对操作条件和相应的冷却装置性能的调节。类似地，基于最佳风扇速度，RMC 522与每个风扇模块531通信以控制风扇模块531的每个冷却风扇的速度，这转而控制风扇模块531的气流速率。注意，每个风扇模块531可以用其特定的最佳风扇速度单独控制，并且不同的风扇模块和/或相同风扇模块内的不同冷却风扇可以具有不同的最佳风扇速度。
注意，IT设备503(例如，503A、503B、503C和/或503D)中的一些或全部可以利用不同的冷却方法。例如，一个服务器可以利用空气冷却，而另一个服务器可以利用液体冷却。替代地，服务器的一个IT组件可利用空气冷却，而同一服务器的另一IT组件可利用液体冷却。
图5示出了根据一个实施例的具有百叶窗的BBU搁置架。该图示出了具有与图1的BBU 1类似的百叶窗设计的BBU搁置架51。例如，BBU搁置架51包括具有后端百叶窗55和前端百叶窗56的机箱52，液体探测器60、温度传感器61和控制机构59，控制机构59通过联接构件57连接到两个百叶窗。在一个实施例中，这些组件中的每一者可与图1中所描述的组件相同(或执行类似操作)。然而，与BBU 1相比，BBU搁置架包括一个或多个电池模块53a至53n，电池模块53a至53n可以根据需要添加到BBU搁置架51中或从BBU搁置架51中移除。在一个实施例中，电池模块中的每一个都可以联接到单独的连接器对(未示出)，该连接器对可以可拆卸地联接到负载(例如，IT设备)。在另一个实施例中，电池模块中的至少一些可联接在一起(例如，串联连接、并联连接或其组合)以向负载提供更多功率。
在该图中还示出了一个或多个风扇58，其可以将空气推入后端百叶窗55中，或者可以抽吸空气使其通过BBU搁置架从后端百叶窗55流出，如本文所述。在一个实施例中，风扇可以是BBU搁置架的一部分。在另一个实施例中，风扇可以是电子机架的一部分，如本文所述。
如本文所述，BBU搁置架51可以执行与BBU 1类似的操作。具体地，控制机构59可以从液体探测器60和/或温度传感器61获得信号，并确定是打开还是关闭至少一个百叶窗。
图6示出了根据一个实施例的空BBU搁置架。具体地，机箱52包括三排62a至62c，每一排可容纳一个或多个电池模块(和/或BBU)。在一个实施例中，BBU搁置架可以包括或多或少的排。在另一个实施例中，排可以被划分，使得至少一些电池模块与其它电池模块分开。
图7是根据一个实施例的具有百叶窗的BBU搁置架的立体图。具体地，该图从后端视角示出了BBU搁置架51的立体图。如图所示，后端百叶窗55是打开的(例如，百叶窗的叶片旋转以允许空气流入BBU搁置架的排62a至62c中的每一排)。特别地，BBU搁置架包括七个百叶窗叶片。在一个实施例中，搁置架可以包括更多或更少的叶片。尽管未示出，当后端百叶窗55打开时，前端百叶窗56也可以打开。如参考BBU 1所描述的，BBU搁置架51可以基于本文提到的标准(例如，超过温度阈值的内部温度)打开和关闭百叶窗。
在一个实施例中，每一排62a至62c可包括本文所述的组件中的至少一些。例如，每一排可以具有由每个相应排中的控制机构操作的单独的百叶窗。结果，如果特定排(例如，62a)内的电池模块泄漏电解液，则用于该排的控制机构可以关闭该排的百叶窗，而用于其它两排62b和62c的百叶窗保持打开。因此，可以将任何泄漏(和/或火灾)控制在特定排内，而不是必须关闭允许气流通过所有排的百叶窗。在一个实施例中，每一排62a至62c也可以包括一个或多个风扇58。因此，每一排可以具有单独的风扇。然而，在另一个实施例中，一排或多个排可以在这些排之间共享至少一个风扇。
图8是示出根据一个实施例的具有BBU搁置架51的电子机架的示例的框图。具体地，并非如图4所示那样具有BBU 1，而是机架500包括BBU搁置架，该BBU搁置架可以包括一个或多个电池模块(和/或单独的BBU)。在一个实施例中，BBU搁置架51位于机架500的底部，以便在液体从搁置架泄漏出时使任何IT设备的部件被污染的机会最小化。另外，还示出了BBU搁置架的百叶窗是打卡的。
如前所述，本公开的实施例可以是(或包括)其上存储有指令的非暂时性机器可读介质(诸如微电子存储器)，所述指令对一个或多个数据处理组件(在此统称为“处理下”)进行编程以执行百叶窗控制操作，诸如确定是否存在某些特征或标准(例如，内部温度是否高于阈值)，并且作为响应来控制一个或多个百叶窗。如本文所述。在其它实施例中，这些操作中的一些可以由包含硬连线逻辑的特定硬件组件来执行。替代地，这些操作可以由编程数据处理部件和固定硬连线电路部件的任何组合来执行。
在前面的说明书中，已经参考本公开的具体示例性实施例描述了本公开的实施例。显然，可以对其进行各种修改，而不背离如所附权利要求书中所阐述的本公开的更宽的精神和范围。因此，说明书和附图被认为是说明性的，而不是限制性的。
虽然在附图中已经描述和示出了某些方面，但是应当理解，这些方面仅仅是说明性的，而不是对宽泛公开的限制，并且本公开不限于所示出和描述的具体结构和布置，因为本领域的普通技术人员可以想到各种其他修改。因此，本说明书被认为是说明性的，而不是限制性的。
在一些方面，本公开可包括如下表述，例如，“[元件A]和[元件B]中的至少一个”。这种表述可以指一个或多个元件。例如，“A和B中的至少一个”可以指“A”、“B”或“A和B”。具体地，“A和B中的至少一个”可以指“A中的至少一个和B中的至少一个”或“A或B中的至少一个”。在一些方面，本公开可包括如下表述，例如，“[元件A]、[元件B]和/或[元件C]”。这种表述可以指这些元件或其任意组合。例如，“A、B和/或C”可以指“A”、“B”、“C”、“A和B”、“A和C”、“B和C”或“A、B和C”。

Claims (20)

1.电池备用单元BBU搁置架，包括：
机箱，被插入到服务器插槽中，所述服务器插槽中包括有一个或多个IT设备，所述机箱包括多个排，每一排包括：
电池模块，具有一个或多个电池单元，所述电池模块配置成向负载提供电池能量，并且配置成从外部电源汲取电力以对所述电池单元充电；
第一百叶窗，位于所述机箱的前端；
第二百叶窗，位于所述机箱的后端；以及
控制机构，联接到所述第一百叶窗和所述第二百叶窗两者，并配置成同时打开和关闭所述第一百叶窗和所述第二百叶窗，
其中，所述电池模块和所述控制机构设置在所述机箱内，
其中，所述多个排中的所述第一百叶窗和所述第二百叶窗被关闭时的排的空间与外部环境密封。
2.根据权利要求1所述的BBU搁置架，还包括：温度传感器，所述温度传感器通信地联接到所述控制机构，并且配置成感测所述BBU的内部温度，其中所述控制机构配置成响应于所述内部温度超过阈值温度而关闭第一百叶窗和所述第二百叶窗。
3.根据权利要求1所述的BBU搁置架，还包括：液体探测器，所述液体探测器通信地联接到所述控制机构，并且配置成探测所述机箱中的液体的存在，其中所述控制机构配置成响应于所述液体探测器探测到所述液体的存在而关闭第一百叶窗和所述第二百叶窗。
4.根据权利要求1所述的BBU搁置架，其中，第一百叶窗和所述第二百叶窗中的每一个包括一个或多个叶片，所述一个或多个叶片配置成响应于所述控制机构打开和关闭第一百叶窗和所述第二百叶窗而在不同位置之间旋转。
5.根据权利要求4所述的BBU搁置架，其中，对于第一百叶窗和所述第二百叶窗中的每一个处于关闭位置时，第一百叶窗和所述第二百叶窗的每个叶片的边缘邻接第一百叶窗和所述第二百叶窗的另一不同叶片，其中，所述叶片中的至少一些叶片的边缘被密封材料覆盖，所述密封材料配置成在所述边缘邻接所述另一不同叶片的情况下在所述边缘和所述另一不同叶片之间形成密封。
6.根据权利要求5所述的BBU搁置架，其中，所述密封材料由橡胶材料和塑料中的至少一种构成。
7.根据权利要求1所述的BBU搁置架，还包括：一个或多个风扇，所述一个或多个风扇联接到所述机箱，并且配置成在所述第一百叶窗和所述第二百叶窗打开的情况下推动空气通过所述机箱或将空气抽入所述机箱。
8.根据权利要求1所述的BBU搁置架，还包括：第三百叶窗，所述第三百叶窗设置在所述机箱内并位于所述第一百叶窗和所述第二百叶窗之间，其中，所述控制机构联接到所述第三百叶窗，并配置成使得所述第三百叶窗与所述第一百叶窗和所述第二百叶窗一起被打开和关闭。
9.根据权利要求1所述的BBU搁置架，其中，所述控制机构是致动器和马达中的一个。
10.根据权利要求9所述的BBU搁置架，其中，所述致动器是故障关闭致动器，所述故障关闭致动器配置成响应于所述致动器的故障而关闭第一百叶窗和所述第二百叶窗。
11.电子机架，包括：
多个信息技术IT设备，所述多个IT设备中的至少一个包括一个或多个服务器以提供数据处理服务；
电源单元，联接到所述多个IT设备；以及
备用电池单元BBU搁置架，用于在所述电源单元不可用时向所述IT设备提供备用电力，其中所述BBU搁置架包括：
机箱，包括多个排，每一排包括：
一个或多个电池模块，各自具有一个或多个电池单元，所述电池模块配置成向所述IT设备提供电池能量，并且配置成从所述电源单元汲取电力以对所述电池单元充电；
第一百叶窗，位于所述机箱的前端；
第二百叶窗，位于所述机箱的后端；以及
控制机构，联接到所述第一百叶窗和所述第二百叶窗，并配置成同时打开和关闭第一百叶窗和所述第二百叶窗，
其中，所述一个或多个电池模块和所述控制机构设置在所述机箱内，
其中，所述多个排中的所述第一百叶窗和所述第二百叶窗被关闭时的排的空间与外部环境密封。
12.根据权利要求11所述的电子机架，其中，所述BBU搁置架包括温度传感器，所述温度传感器通信地联接到所述控制机构并且配置成感测所述BBU搁置架的内部温度，其中，所述控制机构配置成响应于所述内部温度超过阈值温度而关闭第一百叶窗和所述第二百叶窗。
13.根据权利要求11所述的电子机架，其中，所述BBU搁置架包括液体探测器，所述液体探测器通信地联接到所述控制机构并且配置成探测所述机箱中的液体的存在，其中，所述控制机构配置成响应于所述液体探测器探测到所述液体的存在而关闭第一百叶窗和所述第二百叶窗。
14.根据权利要求11所述的电子机架，其中，第一百叶窗和所述第二百叶窗中的每一个包括一个或多个叶片，所述一个或多个叶片配置成响应于所述控制机构打开和关闭第一百叶窗和所述第二百叶窗而在不同位置之间旋转。
15.根据权利要求14所述的电子机架，其中，对于第一百叶窗和所述第二百叶窗中的每一个处于关闭位置时，第一百叶窗和所述第二百叶窗的每个叶片的边缘邻接第一百叶窗和所述第二百叶窗的另一不同叶片，其中，所述叶片中的至少一些叶片的边缘被密封材料覆盖，所述密封材料配置成在所述边缘邻接所述另一不同叶片的情况下在所述边缘和所述另一不同叶片之间形成密封。
16.根据权利要求15所述的电子机架，其中，所述密封材料由橡胶和塑料中的至少一种构成。
17.根据权利要求11所述的电子机架，还包括：一个或多个风扇，所述一个或多个风扇配置成在所述第一百叶窗和所述第二百叶窗打开的情况下推动空气通过所述BBU搁置架的所述机箱或将空气抽入所述BBU搁置架的所述机箱中。
18.根据权利要求11所述的电子机架，其中，所述BBU搁置架还包括第三百叶窗，所述第三百叶窗设置在所述机箱内并位于所述第一百叶窗和所述第二百叶窗之间，其中，所述控制机构联接到所述第三百叶窗，并配置成使得所述第三百叶窗与所述第一百叶窗和所述第二百叶窗一起被打开和关闭。
19.如权利要求11所述的电子机架，其中，所述控制机构是致动器和马达中的一个。
20.根据权利要求19所述的电子机架，其中，所述致动器是故障关闭致动器，所述故障关闭致动器配置成响应于所述致动器的故障而关闭第一百叶窗和所述第二百叶窗。
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