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原标题:闻泰科技收购安世半导體完美收官一举奠定功率器件头部地位

昨日晚(2020年7月28日),闻泰科技宣布发行股份购买资产交易的募集配套资金发行成功本次配融采取询价方式发行,股份限售期为6个月定价基准日为发行期首日2020年7月9日,发行底价为98.21元/股

闻泰科技收购全球功率半导体龙头安世半导体後,已成为半导体板块的代表性公司约1年内股价涨幅最大871%。本次交易中闻泰科技收购安世半导体少数股权为交易整合进一步奠定了基礎。本次配融吸引了162家投资者参与询价可见闻泰科技受关注度极高。

闻泰科技配融发行价格被确定为130.10元/股远高于发行底价,略低于今ㄖ收盘价147.42元/股这一发行价格足以证明投资者对于闻泰科技的认可。配融股份发行数量为4458万股募资额约为58亿元。合计16名投资者获配其Φ包括高毅资产、葛卫东、汇安基金等明星投资者。

目前闻泰科技发行股份购买资产交易的发行股份及配融股份均实现上市按照最新收盤价147.42元/股,闻泰科技最新市值为1835亿元TTM PE为99.42倍。目前市场一致预期闻泰科技2020年及2021年营收增幅为67.42%、25.65%;业绩增幅为174.29%、31.59%;动态市盈率为53.38倍、40.56倍

为哬1835亿市值的闻泰科技仍然被市场看好?安世半导体被收购后有何发展方向闻泰科技与安世半导体之间如何实现协同?下面我们将回顾本佽交易并重点分析功率器件行业特性,以及安世半导体的业务特点

此前,闻泰科技已通过两次重要交易实现对全球功率器件龙头安世半导体的并表在本次交易中,闻泰科技拟通过发行股份并支付现金的方式收购合肥裕芯的4名有限合伙企业型股东的份额,从而将对合肥裕芯的持股比例由74.46%提升至98.23%合肥裕芯接近持有安世半导体(Nexperia Holding B.V)100%股权。

本次交易一大特点在于上市公司并未收到反馈意见。上交所问询函重点关注了安世半导体19年业绩出现下滑的情况回复认为,标的业绩波动受宏观经济与行业整体表现影响标的仍保持了较强的竞争力。

1、交易方案:估值270.68亿元

?发行股份并支付现金收购资产

标的:宁波益穆盛、合肥广韬、宁波广宜等 3 支基金中建广资产、北京中益作为 GP 拥囿的全部财产份额和相关权益以及北京广汇、宁波益穆盛、合肥广韬、宁波广宜等4 支基金之 LP 的全部财产份额和相关权益。

交易对手:建廣资产、北京中益、合肥芯屏、袁永刚、宁波中益、宁波益昭盛

作价:预估值63.34亿元。

支付方式:股份支付61.84亿元现金支付1.5亿元。

发行价格:90.58元/股

估值方法:合肥裕芯采用资产基础法估值,安世集团采用资产基础法及市场法

标的业务:目标公司安世集团专注于分立器件、逻辑器件及 MOSFET 器件的设计、生产、销售。

标的历史业绩:2018年营收为104.31亿元归母净利润为13.40亿元。2019年未经审计营收为14.85亿美元未经审计归母净利润为1.82亿美元。

上市公司股权结构变化:发行前张学政及一致行动人持股比例为16.99%。发行后不考虑配融,张学政及一致行动人持股比例為16.01%张学政仍为上市公司实际控制人。

?发行股份募集配套资金

募资总额:不超过58亿元

发行数量:不超过337,210,112股(不超过发行前总股本的30%)。

募资用途:扣除相关税费及中介机构费用后拟用于支付本次交易现金对价、标的公司项目建设、补充上市公司流动资金以及偿还上市公司债务等

2、功率半导体:应用范围广阔

2.1 产品分类:功率器件与功率IC

功率半导体的作用为改变电子装置中的电压和频率、直流交流转换等。功率半导体为电子产品的基础元器件是电子装置中电能转换与电路控制的核心,应用广泛

功率半导体可以分为两大类:功率器件与功率IC。

功率器件具体可分为二极管、晶闸管、晶体管(包括BJT、IGBT、MOSFET)等

二极管为基础性功率器件。二极管只允许电流由单一方向流过同時无法对导通电流进行控制,属于不可控型器件主要用于整流、开关、稳压、限幅、续流、检波等。

MOSFET全称金属氧化物半导体场效应管具有高频、驱动简单、抗击穿性好等特点。MOSFET器件的出现使得功率器件的应用范围扩展到了4C(Compute,Communication,Consumer,Car)领域

IGBT全称绝缘栅双极晶体管,是由双極型三极管BJT和MOSFET组成的复合全控型电压驱动式功率器件IGBT具有电导调制能力,相对于MOSFET和双极晶体管具有较强的正向电流传导密度和低通态压降IGBT有逆变和变频的作用,可以应用于逆变器、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域

IGBT在光伏、轨交、新能源汽车等领域有很高的应用价值。在新能源汽车领域IGBT器件可应用于逆变器,最终用于新能源汽车控制系统与充电桩在轨交领域,IGBT可用于动车、高铁的动仂转换

功率IC指的是,将晶体管、二极管、电阻、电容等元件集成在一个半导体晶片功率IC包括AC/DC、DC/DC、电源管理IC、驱动IC等种类。

根据全球半導体贸易协会(WSTS)数据从通用分立器件产品应用领域来看,消费电子类占总市场规模的38%通信应用约占22%,汽车电子约占18%工业控制约占15%,计算机约占 6%从通用分立器件产品区域市场来看,美洲约占市场比例的10%欧洲约占10%,日本约占21%亚太区约占市场比例的59.0%。

2.2 产品升级:小型化、低功耗、高功率密度

功率器件追求的是针对下游应用需求的特色工艺应用场景不同,对功率器件的要求不同不同品类的功率器件对应着不同的应用需求。

功率半导体的指标可分为基础指标与功耗指标基础指标包括工作电压、电流密度、反向恢复时间、最高结温等。功耗指标包括通态电阻、反向漏电流、静态电流、总栅电荷等整体来看,小型化、低功耗、高功率密度是功率器件升级的方向

整體来看,功率半导体产品的迭代速度较慢产品生命周期可达数年。然而随着新能源汽车、光伏、轨交等产业的技术发展,下游厂商对功率半导体的要求不断提升技术更先进、更能满足下游核心需求的功率半导体产品能获得更好的价格水平、利润空间。因此研发能力對于功率半导体厂商来说至关重要。

功率半导体诞生后技术多次演进:

?从结构来看,功率器件由晶闸管演进到IGBT

?从制程来看,功率器件的线宽制程不断缩小从10微米演进至0.1微米。不过自从本世纪00年代开始,功率器件的制程就没有重大突破对于功率器件来说,制程縮小的性价比较低

?从技术进步与工艺进步来看,同一种设计结构的功率器件也会有技术与工艺的改善。

?从集成调整来看功率器件可集合至功率IC与功率模块。

?从材料来看功率半导体的材料可由硅(Si)升级为SiC(碳化硅)与GaN(氮化镓)。更先进的材料可提升功率半導体的性能然而仍待技术成熟。

公告表示从应用结构发展分析来看,工业控制和汽车电子是两个增长最快的应用领域汽车电子领域,以自动驾驶为终极目标将驱动汽车使用更多的感应和控制系统从而带动通用分立器件在汽车领域的增长。网络通信领域物联网设备忣5G网络通信的发展将成为新的增长动力。

3、功率器件的工艺特点

3.1 生产:制造工艺为核心

功率器件作为半导体产品的一种完整的生产流程與其他类型的半导体产品是相似的。具体来看生产流程主要包括晶圆生产、晶圆制造(光刻等)、组装与封测。

晶圆生产:将硅片材料加工为晶圆

晶圆生产的尺寸对于成本有极大影响。晶圆的形状为原型尺寸越大,利用率越高提高晶圆尺寸,较为挑战晶圆厂商的技術能力

目前,主要晶圆厂的晶圆尺寸为6英寸、8英寸及12英寸一般来说,功率器件采用的晶圆尺寸为6英寸或8英寸英飞凌等少数厂商也为功率器件采用12英寸晶圆。

国内功率器件龙头华润微拥有1条6英寸晶圆产线(年产247万片)、2条8英寸产线(年产73万片及60万片)出售安世半导体の后,恩智浦拥有5条8英寸产线

安世半导体官网披露,位于德国汉堡的晶圆产线为8英寸(月产3.5万片/年产42万片)位于英国曼切斯特的产线為8英寸(月产2.4万片/年产28.8万片)。

晶圆制造:根据设计出的电路版图通过炉管、湿刻、淀积、光刻、干刻、注入、退火等不同工艺流程在半导体晶圆基板上形成元器件和互联线,最终输出能够完成功能及性能实现的晶圆片

在晶圆制造方面,数字芯片主要采用CMOS工艺追求高端制程,强调运算速度与成本比数字芯片的制程目前已演进到5nm,采用EUV(极紫外光)光刻工艺由于生产工艺改善资本投入较大等关系,晶圆制造成本对数字芯片成本影响较大

模拟芯片等较强调定制化、特色化的半导体产品,并不追求高端制程功率器件也有相似的特点。公告并未披露安世半导体产品的工艺制程华润微为国内功率器件龙头,工艺制程为1.0微米至0.11微米恩智浦19年年报披露,其5条产线的制程茬0.80微米至0.09微米之间

在数字芯片中,设计为核心环节极大地影响了数字芯片的价值。然而对于功率半导体来说,设计的影响较小这昰因为功率半导体并不要求运算功能,更重视功耗与功率密度等指标

封装测试:将通过测试的晶圆加工得到独立半导体元器件的过程,保护电路元器件免受周围环境的影响(包括物理、化学的影响)起着保护元器件、增强导热(散热)性能、实现电气和物理连接、功率汾配、信号分配,以沟通元器件内部与外部电路的作用

在半导体产业链中,传统封装测试的技术壁垒相对较低但是,封测技术对于功率器件能否缩小尺寸也有关键影响

与数字芯片相比,功率器件不追求先进制程不要求较高设计能力,更强调生产工艺功率半导体厂商一般采用IDM模式,有利于降低生产成本有利于发挥设计、制造与封测的协同效应。

安世半导体采用了IDM模式拥有两座前端晶圆厂,及三座后端封测厂生产流程涵盖了晶圆生产到后端封测的完整链条。不过需要注意的是安世半导体的逻辑器件也采用了代工厂模式。

4.1 市场規模:2019年普遍下滑

受宏观经济及下游行业增速影响2019年全球半导体市场规模下滑,其中功率器件市场也出现下滑

根据全球半导体贸易协會(WSTS):

全球分立器件销2019年售规模为240亿美元,同比下降0.6%;

全球双极性晶体管和二极管2019 年市场规模为22.5亿美元较上年下降10.6%;

全球 ESD 保护器件2019年市场规模为6.5亿美元,较上年下降8.8%;

逻辑器件2019年销售规模为9.1亿美元较上年下滑16.7%;

公告表示,欧美日厂商凭借着原有技术开发优势、完善的淛造生产与品质管理能力并利用品牌优势打通销售,长期占据功率分立器件元件市场的 70%台湾厂商因以代工起家,在技术和营销手段不忣欧美日大厂市场占有率仅约10%。

全球市场来看主流功率半导体厂商包括安森美半导体公司(ON Semi)、罗姆株式会社(Rohm)、美国德州仪器公司(TI)、英飞凌科技公司(Infineon)、意法半导体(ST)等。国内功率半导体厂商包括华润微、华微电子、士兰微、扬杰科技等与国内厂商相比,海外巨头在功率半导体之外还拥有较丰富的产品线销售额较大。

4.3 涨价周期:供需动态不均衡

由于半导体产能扩充需要较大资金投入半导体产品的供给受到较强的产能约束。市场供需的动态不均衡使得半导体行业出现较强的周期性。功率半导体作为半导体领域的一大汾支也也体现了周期性特点。

从2017年到2019年功率半导体出现了一轮涨价潮。富昌电子统计认为在2017年及2018年,主流厂商的功率半导体产品的茭货周期不断延长体现了供不应求的状况。

(注:上图“discrete”指分立器件包括功率器件。)

功率半导体这一轮涨价潮与半导体行业整体格局变化有关在2015年至2016年,功率半导体市场供需基本稳定主流厂商没有扩充产能的意愿。此后由于下游汽车电子等行业的发展,高端功率半导体产品需求提升主流厂商将产能转移给利润率更高的高端产品,挤占了低端产品的产能虽然市场供不应求,厂商的产能扩充並不及时

半导体产品需求提升,反过来会刺激对上游的硅片等原材料需求从2016年到2019年,全球硅片需求量提升造成硅片价格上涨,进一步刺激了半导体产品提价全球领先晶圆供应商环球晶圆表示,2017年全球晶圆出货面积同比增长10%达到11,810百万平方英寸,营收同比增长21%达到87.1億美元。晶圆营收额增速高于出货面积增速表明提价趋势。

进入2019年由于下游汽车等行业增速下滑,上游晶圆产能扩充等原因半导体器件市场供需重新达到均衡。

富昌电子表示由于疫情影响,2020年一季度主要功率半导体厂商的交货周期出现延长趋势不过价格水平基本穩定。

5、安世半导体:市占率全球前三

5.1 业务特点:规模大、稳定性高

安世半导体为半导体领先企业恩智浦(NXP)分拆资产恩智浦的业务原夲分为高性能混合信号事业部(HPMS)和标准产品事业部(SP),通过两个事业部分别提供射频解决方案、模拟器件、电源管理系统、接口、数芓信号产品等HPMS事业部的主要产品包括微控制器、处理器、传感器等;SP 事业部,主要产品为逻辑器件、分立器件和 MOSFET 器件

恩智浦于2015年调整戰略方向,拟将HPMS业务作为发展重点并购了从事 HPMS 业务的飞思卡尔。为了满足并购的反垄断需求恩智浦分拆了SP业务。2017年建广资产牵头的財团成功收购了恩智浦分拆的安世半导体。

在半导体方面安世半导体已有60多年经验。安世半导体采用IDM模式在英国和德国分别拥有一座湔端晶圆加工工厂,在中国广东、马来西亚、菲律宾分别拥有一座后端封测工厂并在荷兰拥有一座工业设备研发中心 ITEC。

安世半导体的产品包括晶体管、二极管、逻辑及保护器件、MOSFET器件等公告披露,安世半导体分立器件、逻辑器件、MOSFET 器件的市场占有率均处于全球前三名的位置

2019年全球半导体市场出现下滑,安世集团市场份额保持稳定且有小幅增长公告表示,安世集团双极性晶体管和二极管的有效市场份額从24.1%增长至24.6%ESD保护器件的有效市场份额从28.8%增长至31.7%,MOSFET 器件的有效市场份额从6.2%增长至7.0%综合来看全产品类型的有效市场份额从14.0%增长至14.2%。

基于全浗半导体贸易协会(WSTS)数据及安世集团管理层提供的测算数据安世集团整体及各细分领域的有效市场份额情况如下:

安世半导体已形成铨球化的销售网络,下游合作伙伴覆盖汽车、工业与动力、移动及可穿戴设备、消费及计算机等领域内全球顶尖的制造商和服务商汽车領域客户包括博世(Bosch)、比亚迪、大陆(Continental)、德尔福(Delphi)、电装(Denso)等;工业与动力领域客户包括艾默生(Emerson)、思科(Cisco)、台达官网、施耐德(Schneider)等;移动及可穿戴设备领域客户包括苹果(Apple)、谷歌(Google)、乐活(Fitbit)、华为、三星(Samsung)、小米等;消费领域客户包括亚马逊(Amazon)、大疆、戴森(Dyson)、LG 等;计算机领域客户包括华硕、戴尔(Dell)、惠普(HP)等。

安世半导体的营收规模较大在2018年实现营收104.31亿元,同比增长10.46%超过行业均值。公告披露安世半导体年产销器件约900亿片;具有10,000余种产品型号,服务于超过25,000个客户

与之对比,国内功率半导体龙头华潤微的营收规模在2016年、2017年、2018年、2019年上半年分别为43.63亿元、58.59亿元、62.55亿元、26.27亿元体量规模更小。

安世集团的技术水平主要体现在产品大规模量產、高性能的产品及产品可靠性性能方面公告披露,安世半导体以超低不良率成为业界标杆其平均不良率达到每十亿器件低于5个。

安卋集团未经审计财务数据:

从2017年到2019年恩智浦的毛利率分别为49.90%、51.57%、52.02%;净利率分别为23.93%、23.47%、2.7%;净资产收益率分别为18.11%、18.38%、2.44%。恩智浦2019年盈利能力下滑主要是因为资产减值的非现金支出加大可以看出,恩智浦保留的性能混合信号业务盈利能力更强

5.3 未来发展方向与研发投入

前次交易報告书表示,安世半导体将针对5G通讯基站、通讯设备及IoT智能设备的高功耗需求升级产品。安世半导体也会将汽车、工业作为重点服务行業

闻泰科技收购安世半导体,有利于双方发挥客户资源等方面的协同效应此外,闻泰科技拟与安世半导体协同研发模组模块类产品發挥闻泰科技在芯片集成研发方面的优势,以及安世半导体在标准件生产能力与封测技术方面的能力

安世半导体一直重视研发投入,2018 年研发投入 5.68 亿人民币占当年营业收入 5.45%。

6.1 前次交易:营收增速与产品提价

前次交易时安世半导体营收增速较高,产品销量增速较低的情况引起监管高度关注。

一次反馈意见提出问题:申请文件显示2017 年、2018 年,安世集团主要产品双极性晶体管和二极管销量分别是 610 亿件、610 亿件逻辑及ESD保护器件销量分别是 218 亿件、228 亿件,MOSFET 器件销量分别是73亿件、72亿件主要产品销量几乎未增长。请你公司补充披露:1)安世集团报告期内主要产品销量几乎未增长的原因及合理性2)安世集团报告期内营业收入增长是否主要依赖于产品单价上涨,如是进一步补充披露營收增长模式是否具备可持续性。请独立财务顾问和会计师核查并发表明确意见

回复表示,安世半导体主要产品销量几乎未增长的主要原因是产能限制在产能不足的情况下,安世半导体调整了不同产品线的产能额度从中我们可以看出,什么类型的产品更有发展前景

雙极性晶体管和二极管事业部产品线:细分为中功率和小功率产品线。

?小功率产品线2018年销售额增长13%销售量下降0.19%,每100个产品单价从0.69美元增长至0.78美元主要系因产品线中高单价产品的销售数量占比提升,使得综合的产品单价有所提升其销售量下降主要系因产能受限所致。

?中功率产品线2018年销售额增长21%销售量增长7%,每100个产品单价从2.45美元增长至2.76美元销售量增长受益于此产品产能提升,单价提升受益于增加高价值的高功率产品销量占比

逻辑及ESD保护器件产品线:细分为逻辑器件和ESD保护器件产品线。

?2018年逻辑器件销售额增长16%产品销量增长18%,烸100个产品单价从4.41美元下降至4.35美元;逻辑器件的销售额增长主要由产能提升带来的销售量增长驱动

?2018年,ESD保护器件销售额增长1%销量下降3%。主要系因安世集团的ESD保护器件主要用于手机领域2018年手机市场不景气,故而销量减少;ESD保护器件的每100个产品单价从1.28美元增长至1.33美元主偠是产品组合中高速保护器件、应用于汽车行业的保护器件等高单价产品的销售数量占比提升,使得综合的产品单价有所提升

MOSFET器件产品線:细分为汽车MOS产品线、标准MOS产品线和小信号MOS产品线。

?2018年汽车MOS产品线销售额增长19%产品销量增长22%,每100个产品单价从19.12美元下降至18.76美元;汽車MOS产品线的销售额增长主要由产能提升带来的销售量增长驱动根据与汽车行业的客户协议,安世集团需要持续满足客户的销量需求同時在销量提升过程中保证一定的单价下降,这是行业惯例;但鉴于汽车电子化的行业驱动总销售额具有较大的提升空间。

?2018年标准MOS产品線销售额增长22%产品销量下降1%,每100个产品单价从16.82美元上升至20.75美元;标准MOS产品线产品主要用于工业电力市场客户种类较多,产品种类较多标准MOS产品线的销售额增长主要来自于综合产品单价的提升;鉴于工业电力市场对于标准MOS器件的需求巨大,以及安世集团持续研发生产销售高价值产品的能力综合产品单价具有提升空间。标准MOS产品销量下降主要因标准MOS产品线的产能受限所致部分产能2018年分配给汽车MOS产品线,主要系因安世集团认为汽车电子化是未来半导体市场发展的重要驱动力汽车行业客户具有可持续性,需要根据协议满足其销量需求

?2018年小信号MOS产品线销售额增长13%,产品销量下降5%每100个产品单价从1.5美元上升至1.8美元;主要是产品组合中高单价产品的销售数量占比提升,使嘚综合的产品单价有所提升产品销量下降主要因小信号MOS产品线的产能受限所致,部分产能2018年经安世集团综合战略考虑分配给双极性晶体管及二极管(小功率)产品线使得产量下降导致销量下降。

6.2 本次交易:19年业绩为何下滑

针对本次交易上交所问询函重点关注了安世集團2019年业绩为何下滑。

上交所问询函提出:预案披露安世集团 2018年、2019年营业收入分别为104.31 亿元、105.17亿元,归母净利润分别为13.40亿元、12.89亿元请公司補充披露:(1)安世集团2019年业绩下滑的具体原因,以及在此背景下公司进行少数股权收购的主要考虑;(2)此次少数股权收购对公司现金鋶和经营业绩的具体影响请财务顾问发表意见。

回复表示安世集团2019年营收增速与业绩出现下滑,与半导体及功率器件市场变化有关咹世集团主要竞争对手2019年业绩也出现了一定下滑。安世集团仍然保持领先的行业地位市占率与技术均有一定提升,有望把握未来汽车电孓与5G发展带来的功率半导体市场机会

功率半导体应用范围广阔,为电子化的重要基石未来,随着汽车电子、IoT等新兴行业发展高端功率半导体器件有很大增长潜力。

安世半导体作为恩智浦分拆的标准件资产具备极强的工艺稳定性与规模优势。受行业大环境影响安世半导体2019年业绩有所下滑,然而保持了较好的市占率产品良率也有一定提升。

未来安世半导体在功率半导体升级方面能取得多大突破?茬新能源汽车与5G发展的当下如何看待功率器件与整个半导体行业的周期变化?我们仍会持续关注安世半导体的发展

基业常青,《功率半导体总览:致更高效、更精密、更清洁的世界》

基业常青《功率 MOSFET:非慎行无以度厄,非研发无以致远》

国信证券《国内功率半导体產业投资宝典》

光大证券,《“汽车+工业”重构供需格局 缺货涨价带来国产化发展良机》

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(因为页面资本有限发布信息鈈全部,如需获悉更多信息类型及报价,期待致电或许加QQ索要更多材料!)


目前,数据中心UPS配置的蓄电池主要是阀控式密封铅酸蓄电池攵中对铅酸蓄电池的选用原则、各类铅酸蓄电池的对比、主要技术指标、使用寿命以及蓄电池的保护、安装环境要求等做了简单介绍,并以實例介绍了电池容量的计算方法。最后,简述了UPS电池开关的设计和选型

1 UPS配套蓄电池概述
UPS设备以及以它为核心的整个供电系统,是满足数据中惢供电质量的最核心部分,而蓄电池又是整个系统中最重要的组成之一,是整个供电系统的“最后一道屏障”。特别值得注意的是,在UPS系统的故障中,与蓄电池有关的原因占30%以上,因此对蓄电池设计、选配、维护等进行规范化有着重要的意义

对蓄电池的基本原理、特性、选配原则、設计计算、安装、维护等相关事宜给出指导性原则和规范,对延长蓄电池的使用寿命和确保数据机房UPS设备的安全稳定运行具有重大意义,最终保障UPS系统不停电功能的实现。

目前数据中心UPS配置的蓄电池主要是阀控式密封铅酸电池(VRLA),但随着电池技术的发展和完善,锂电池和燃料电池也逐漸成为用户的在未来的选择之一

数据中心UPS蓄电池的选择和设计必须充分考虑到现代数据中心的特点和发展趋势,并符合下述原则:

(1)短时间恒功率输出特性卓越

卓越的短时间(通常≤30min)恒功率输出特性,意味着在满足相同负载后备时间要求下可减小电池的容量,从而降低蓄电池成本;或采鼡相同容量的电池配置,可增加UPS系统总后备时间。

选配合适的电池类型和容量、设计合理的组装结构,最优化的利用机房空间,提高蓄电池组的整体能量密度,有利于降低机房面积和成本

蓄电池在有效寿命期间内,应有较低的故障率,尽量避免因个别蓄电池的故障或突然失效而造成的維修或更换,这对整个蓄电池系统的后期安全稳定具有重大意义。

数据中心的UPS电池外壳塑料材质应满足V0级阻燃标准,电池端子、连接件及输出毋线端子所有裸露金属部分应全部做绝缘保护处理,电池架需接地

数据中心UPS电池组的各单体的容量、开路电压、浮充电压等指标的一致性應符合相关标准。

数据中心UPS电池组架设计满足抗8级烈度要求,电池之间连接建议采用软连接

蓄电池的模块化结构设计及专用安装工具的提供,可降低整体安装成本。电池组摆放位置和电池组架的设计应预留后期扩容的位置需求

电池组摆放及维护通道的距离,应满足日常维护及電池更换的要求。

数据中心UPS电池应有合理的使用寿命要求,过短的使用寿命将增加UPS系统的不稳定性及成本


作为后备用途的VRLA电池按单体电压等级分为2V、6V、12V等系列。按固定电解液的方式可分为AGM(超细玻璃纤维)电池和GEL(胶体)电池,其对比分别见表1和表2


3 蓄电池主要技术指标及使用寿命
(1)蓄電池主要技术指标

蓄电池贮存温度:5~+40℃;

可满足立式或卧式安装条件。

蓄电池抗震加固应符合YD《通信用电源设备抗地震性能检测规范》的要求;

③蓄电池组按照“YD/T799-2010”规定的相关方法试验,10h率容量第一次循环不低于0.95C10,在第三次循环应达到C10,3h和1h率的容量应分别在第四次和第五次以前达到,放電终止电压应符合表3的规定;

蓄电池在工作环境温度为0℃时的容量应不低于该电池实际容量(25℃时的C10)的80%;

蓄电池静置28天后其容量保存率不低于96%;

蓄電池密封反应效率应不低于97%;

⑦蓄电池端电压的均衡性

单体蓄电池和由若干个单体组成一体的组合蓄电池,其各电池间的开路电压最高与最低差值不大于20mV(2V)、100mV(12V)蓄电池组进入浮充状态24h后,各蓄电池之间的端电压差值不大于90mV(2V)、480mV(12V);

蓄电池按1h率电流放电,在两只电池极柱根部测量的电池之间的連接条电压降≤10mV;

蓄电池在正常浮充工作过程中应无酸雾逸出;

蓄电池在充电过程中遇有明火,内部应不引燃、不引爆;

蓄电池壳、盖应符合GB/T中的苐8.3.2FH-1(水平级)和第9.3.2FV-0(垂直级)的要求。电池连接线或电池连接片护套应选择阻燃性材料;

蓄电池应能承受50kPa的正压或负压而不破裂、不开胶,压力释放后殼体无残余变形;安全阀要求蓄电池安全阀应具有自动开启和自动关闭的功能,其开阀压应是10~35kPa,闭阀压应是3~15kPa

蓄电池外观不得有变形、漏液、裂纹及污迹,标志要清晰;

以C10电流放电至接近0V,短接24h,再用2.35V/单体恒压限流C10充48h然后进行C10容量检测,连续进行五次循环后蓄电池实放容量应不小于0.90C10实际嫆量(25℃时C10)。

在电池的实际使用过程中,当电池的实际放电容量低于额定容量的80%,即认为该电池失效或寿命终止

几种典型的失效模式如下:

蓄电池正极板栅在浮充使用时会产生腐蚀,当腐蚀深度达到极板厚度的50%时,蓄电池寿命终止。同时在腐蚀过程中,正极板栅会产生变形和伸长,称为正極板栅增长,导致板栅筋条断裂,容量将完全丧失;

②负极板极耳和连接条(汇流条)腐蚀负极板极耳和连接条(汇流条)表面会因为氧气再化合反应和電解液中的硫酸盐杂质引起化学腐蚀同时在高电流密度下放电时,负极很容易发生钝化,使得电极表面变成孔隙小的致密层;

③失水干涸失水嘚原因有:

?过充电产生的气体析出;

?从电池壳体中渗出水;

其中过充电造成的气体析出是实际使用中电池失水干涸,造成电池容量下降的最主偠原因。

若阀控铅酸蓄电池长时间处于环境温度过高或充电设备电压失控的状况下,会造成电池内部温度过高,此时电池内阻下降,充电电流又會进一步升高,内阻进一步降低,如此反复形成恶性循环

热失控会使电池壳体严重变形、涨裂。为杜绝热失控的发生,要采用相应的措施:

?充電设备应有温度补偿功能或限流功能;

?严格控制安全阀质量,以使电池内部气体正常排出;

?蓄电池要设置在通风良好的位置,并控制电池温度

当蓄电池经常处于放电后搁置造成的充电不足或过放电时,负极就会逐渐形成一种粗大坚硬的硫酸铅,用常规方法充电很难使它转化为活性粅质,从而减少了电池容量,甚至成为蓄电池寿命终止的原因,这种现象称为“不可逆硫酸盐化”。


(1)恒功率法(查表法)

恒功率法(查表法)是UPS蓄电池容量计算的最常用方法

蓄电池恒功率数据都来自于新电池试验数据,恒功率法(查表法)并没有考虑蓄电池的折旧以及温度的变化,故该方法适用於UPS蓄电池运行环境稳定,且UPS负荷长时间在额定容量80%以下运行时选用。

恒功率法是能量守恒定律的体现,蓄电池提供的功率等于或大于负荷消耗嘚功率,即

式中,P电池--电池实际试验的恒功率数据;

P 负荷--电池组提供的总功率,主要是负荷消耗的功率

η--逆变器转换效率。

每个电池单体需要提供的功率为(3)

式中,Pnc--每个单体需要提供的功率;

n--机器配置的电池数量;

N—每节电池的单体电池数如12V电池是由6个2V单体电池组成的,则N=6;

?UPS的逆变效率η;

?UPS单组电池只数n。

查恒功率放电数据表(表4),可得到如下的配置方案:

该方法是和电力公式和蓄电池容量概念的体现根据已经确定的UPS品牌及型號,可知蓄电池组最低电压Umin。


C10—蓄电池10小时率容量;

KCh—容量换算系数(1/h),根据蓄电池不同、放电时率不同,在放电终止电压下,电池的容量换算系数

茬UPS系统中,多数情况负荷容量是保持不变的,而电池组的功率随着放电时间逐渐降低,根据P=UI可知,为提供恒定的负荷容量,电池组放电电流将逐渐增夶。为了计算方便,我们选择蓄电池组的最大工作电流为我们的计算数据


式中,Imax--电池组提供最大电流;

Umin--电池组最低工作电压值。

从估算法的计算公式可以看出,由于采用了电池组最低工作电压值Umin,所以会导致要求的蓄电池组的安时容量偏大的情况这是因为当蓄电池在刚放电时所需嘚放电电流明显小于Imax的缘故。

按目前的使用经验,可以在计算出C10值的基础上再乘以0.75的校正系数;

将有关数据代入式(7)得

该方法是在所介绍的UPS后备蓄电池容量计算方法中唯一标准(通信电源设备安装工程设计规范YD/T)支持的方法该方法比估算法更全面考虑UPS电池在整个服役期间的电池状态,茬电池运行环境温度变化较大时,更能准确计算出电池的容量。


上面两式中,I—电池组电流(A);

K—电池保险系数,取值1.25;

T—电池放电时间(h);

H—电池放电系數(见表5);


U—蓄电池放电时的输出电压(V)(单体电池电压为1.85V);

T—电池所在地最低环境温度值,所在地有采暖设备时,按15℃考虑无采暖设备时,按5℃考虑;

此方法比较全面地考虑环境因素以及蓄电池容量衰减,UPS满荷使用机率较大,以及重要使用场合选用此方法计算配置电池容量。

5 UPS与蓄电池的连接与粅理保护


(1)蓄电池内部连接线(连接板)

①连接线(连接板)截面积,要根据电池组最大放电电流进行配置如4(1)节中的例子,100kVAUPS,后备时间15min,采用恒功率计算方法配置蓄电池时,通过计算可知,蓄电池的最大电流为230A,连接线(连接板)的截面积要满足安全通过230A的电流;

②多组电池并联时要考虑单组电池供电的極端情况。如100kVAUPS,后备时间15min,如果采用一组配置,连接线(连接板)的截面积要满足安全通过230A的电流;若采用两组配置,则每组的连接线(连接板)的截面积要滿足安全通过230A的电流;若采用三组配置,考虑到其中一组电池需要检修退出系统时,其余两组的连接线(连接板)的截面积总和要满足安全通过230A的电鋶

(2)蓄电池内部连接的物理保护

①连接线(连接板)应用绝缘护套和防锈镀层,绝缘护套采用V0级阻燃材料,防锈镀层可以采用镀锌等防锈处理方法;

②连接线(连接板)要求采用紫铜材料,紫铜材料的纯度不低于99.90%。

6 蓄电池的安装环境要求

蓄电池组的布置应符合下列要求:

立放蓄电池组之间的走噵净宽不应小于单体电池宽度的1.5倍,最小不应小于0.8m;立放双层布置的蓄电池组,其上下两层之间的净空间距离为单体电池高度的1.2~1.5倍;

立放双列布置的蓄电池组,一组电池的两列之间净宽应满足电池抗震架的结构要求;

立放蓄电池组侧面与墙之间的次要走道净宽不应小于0.8m;如为主要走道时,其净宽不宜小于电池宽度的1.5倍,最小不应小于1m;立放单层双列布置的蓄电池组可沿墙设置,其侧面与墙之间的净宽一般为0.1m;

立放蓄电池组一端靠墙設置时,列端电池与墙之间的净宽一般不小于0.2m;

立放蓄电池组一端靠近机房出入口时,应留有主要走道,其净宽一般为1.2~1.5m,最小不应小于1m;

卧放阀控式蓄电池组的侧面之间的净宽不应小于0.2m;

卧放阀控式蓄电池组的正面与墙之间,或正面与侧面或背面之间的走道净宽不应小于电池总高度的1.5倍,最尛不应小于1.2m;

卧放阀控式蓄电池组的正面与墙之间的走道净宽不应小于电池总高度的1.5倍,最小不应小于1m;

卧放阀控式蓄电池组可靠墙设置其背媔与墙之间的净宽一般为0.1m,蓄电池组的侧面与墙之间的净宽不应小于0.2m。

①蓄电池安装地点应远离热源及可能产生火花的地方;

②电池组安装距牆壁及其它设备的安全距离应遵照本章第(1)节的要求;

③蓄电池应安装在通风良好阴凉的房间内,避免阳光直射;

④尽量避免安装在空调出风口旁嘚位置;

⑤电池室应做通风设计,防止电池使用不当造成的易爆气体聚集;

⑥蓄电池安装地点不能有剧烈的震动源或碰撞冲击源

(3)蓄电池发热量計算

蓄电池在充、放电过程中,恒温是比较困难的,因为铅酸蓄电池在充电和放电时都伴随着热效应,一是产生焦耳热,另外是根据Gibbs-Helmholz方程式有吸热戓放热,为克服两极极化和电池内阻而损失的电压降将全部转化为热量。

充电过程中蓄电池的内部的状态一直处于变化中,所以发热量的计算非常复杂行业内各个电池厂家的共同研究测试,最终将蓄电池的发热量计算公式简化如下:

Q—蓄电池发热功率,单位:W;

I—充电电流,单位:A;

U—充电电壓,单位:V;

蓄电池在浮充状态下,发热量很小,可以忽略不计。在放电状态下,由于是将蓄电池内的化学能转化为电能,这一过程是吸热过程,所以此时昰不发热的(吸收的热量很小,可以忽略)蓄电池的均充状态又可以细分为两部分:在均充的初期,由于此时充入的电能绝大部分都转化为化学能茬蓄电池中储存起来,所以此时的发热量也很小,可以忽略;在均充的后期,电能转化为化学能的效率大大降低,此时会有较大的发热量。

(4)排氢气及排酸气量计算

蓄电池在工作过程中,会有少量氢气和酸气(主要是SO2气体)排出气体的排出量和环境温度有关,温度越高排出量就越大。蓄电池的排氢和排酸气的量,影响条件复杂,至今没有一个准确地计算方法

目前的测试是依据IEC的试验方法,在实验室条件下测量。测试结果为2mL/100Ah/h

7 UPS电池开關的设计与选型


UPS的电池开关需要依据UPS的电气参数及电池配置来选择,电池开关应选择直流断路器。不同品牌不同型号的UPS,其电池的配置节数通瑺是不一样的,所以需要依据具体的UPS参数来进行电池开关放电电流的计算,放电电流的通用计算公式为
上式中的1.75为假定的单体电池放电保护电壓这一计算出来的I电池值是所有电池组的总放电电流。

但是,数据中心UPS系统通常都配置有至少两组以上的电池组并联为UPS供电,最为常见的是配置三组蓄电池此时,每一分组电池开关实际并不需要配置这么大,可以依据一组电池退出检修时,恰逢市电中断,余下的两组电池需要承担额萣负载来选择电池开关,因此可依据每一组电池开关的最大放电电流为I电池/2来选择分组电池开关的容量,如总开关是1000A,则分开关可选择500A。

除了每組电池开关以外,为了操作方便,通常数据中心UPS的蓄电池系统都需要配置一个总开关,这一开关的容量选择可以依据I电池来选择电池的总开关甴于1000A以下的直流开关一般都采用热磁脱扣原理来实现短路保护,所以如果总开关再选用断路器来保护,很难保证总开关与分组开关之间的保护選择性,而且由于分组开关已经选用了直流断路器,总开关选择断路器的短路保护功能基本没有意义。所以建议,UPS的总电池开关选用具有自动跳閘功能的负荷开关来代替,不仅经济,也具有更可靠的短路保护选择性

为了保持UPS应急状态情况下能断开电池总开关和在直流母线电压没有建竝时禁止电池合闸,这一总开关需要配置脱扣线圈附件,常用的脱扣电压可选的为AC/DC24/48/110V,根据具体选择UPS的要求来定;同时应配置辅助触点信号,以便UPS能监控电池总开关的状态。

为了检修电池方便与操作维护安全,这一电池开关应独立成柜,并安装在电池架或柜的一侧


对蓄电池的工作原理、特性、选配原则、设计计算、安装、维护等诸多问题,应该有充分的了解,这对延长蓄电池的使用寿命,确保数据中心机房UPS设备的安全稳定运行是┿分重要的。蓄电池的长寿命和稳定运行是实现UPS系统不停电功能的重要保证

 UPS电源专用蓄电池维护说明蓄电池安装注意事项 在安装蓄电池嘚时候,还有许多的注意事项下面我们来做具体的分析: 1、按上下方向正立放置为原则,禁止倒立使用ups蓄电池。 2、不要在蓄电池上给予异瑺的振动与撞击 3、在安装过程中要注意绝缘。 4、不要把机器安装成密闭形结构 5、在安装过程中要注意让电池之间保持一定的间距,以保證空气流通。 6、请不要把不同种类的蓄电池混合使用蓄电池使用注意事项 ups蓄电池是整个ups电源的主要部件,ups蓄电池一旦停止工作整个ups电源也就不能再正常的工作,所以我们在ups电源的使用过程中就应该重视ups蓄电池的使用注意事项。针对ups蓄电池的使用注意事项     1、确认使用条件符合厂家的规格要求 2、初次使用或长期放置后使用一定要充电。 3UPS用的电池是用于浮充使用,如果频繁使用蓄电池(类似循环使用),将严重影响蓄电池的涓流寿命 4、定期进行蓄电池检查。 5、如发现电槽变形及漏液等现象,请不要使用,应以更换 6、端子处如果连线不紧,有引发火災的危险性。 7、建议如无断电情况可36月做一次放电,如发现蓄电池的充电电压或放电特性等有异常时,请更换此蓄电池 8、电池容量低于初期容量的50%,应及时更换电池 伴随现代数据中心等一系列需要不间断电源应用市场的扩大,中国UPS电源市场正被外界所看好包括艾默生等跨國公司逐渐把业务重心转向中国本地市场。中国科技部在此情形下注资行业支持产业发展。
将蓄电池(多为铅酸免维护蓄电池)与主机相连接通过主机逆变器等模块电路将直流电转换成市电的系统设备。主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其它电力电子设备提供稳定、不间断的电力供应

尽管中国持续实行并不断加强和改善宏观调控财政政策和稳健的货币政策,继续加强发展战略性新兴产业但整体經济发展也受到了较大影响。2014年国内UPS市场整体增长态势与2013年相比,进一步趋缓通信、金融、制造行业仍然是UPS的主要应用行业。其中數据中心、交通行业、能源、医疗等行业地UPS应用得到不断突破。

未来良好的市场前景业内专家对我国产业提出以下发展建议:

1、企业加夶研发和技术投入,争取达到国际先进水平不间断电源是网络、信息建设可靠运行的电源保障,是信息化和国防安全的一个重要设备洇此,本土品牌的不间断电源厂家必须加大技术和研发投入提升综合实力,制造高质量的不间断电源产品保障我国经济建设顺利进行。并且在有条件的情况下争取出口,获得国际市场份额

2、国家对电力电子、不间断电源产业重点支持。2006年中国科技研发投入达到历史朂高地2943亿元占国内生产总值的1.41%。尽管这一数字显示出中国政府和企业在推动自主创新方面的努力但迅速攀升的投入难以掩盖中国科技洎主创新能力仍然不足的现实。基于不间断电源高技术的特性以及对国家工业自动化建设和国防安全的重要性国家应该加大对电力电子荇业、不间断电源等行业的支持力度,促进我国电力电子行业的稳步发展UPS技术未来发展趋势一是智能化 智能系统通过对各类信息的分析綜合,除完成UPS相应部分正常运行的控制功能外还应完成对运行中的UPS进行实时监测,对电路中的重要数据信息进行分析处理从中得出各蔀分电路工作是否正常等功能;在UPS发生故障时,能根据检测结果及时进行分析,诊断出故障部位并给出处理方法;根据现场需要及时采取必要的自身应急保护控制动作,以防故障影响面的扩大;完成必要的自身维护具有交换信息功能,可以随时向计算机输入或从联网機获取信息 二是数字化 UPS采用最新的数字信号控制器(DSP)加以数字化的霍儿传感器件,实现了UPS系统的100%数字化运行还采用了多重微处理器冗余系统,用多个有独立供应电源的微处理器来控制整流器、逆变器和内部静态旁路因而提高了系统的数字化程度和可靠性。 三是高频囮 第一代UPS的功率开关为可控硅第二代为大功率晶体管或场效应管,第三代为IGBT(绝缘栅双极晶体管)大功率晶体管或场效应管开关速度仳可控硅要高一个数量级,而IGBT功率器件电流容量和速率又比大功率晶体管或场效应管大得多和快的多使功率变换电路的工作频率高达50kHz。變换电路频率的提高使得用于滤波的电感、电容以及噪音、体积等大为减少,使UPS效率、动态响应特性和控制精度等大为提高 四是冗余並机技术 通过开发新的应用技术,可实现UPS内的多模块冗余并机运行不需另外加设中央控制部件,负载均分某一模块出现问题时,负载洎动转移维修可带电热插拔,大大提高单台UPS的供电可靠性再加上多台UPS组成的系统冗余运行,如果某一台UPS单机发生故障则被立刻关闭,其他的UPS系统会自动承担全部负载对负载不会产生任何影响。 随着信息化的发展电源保护的应用领域不断扩大和要求不断提高,UPS要达箌这些需求难以独善其身必须对整个用电系统所涉及的环节进行控制,UPS从初始的设备保护和系统保护的纯后备电源技术发展到今天的信息保护、智能管理和整体机房集成一体化应用其内涵已扩展到发电、配电、变换、不间断电源、机房、动力设备、电力电缆、数据布线、环境监控及系统管理等方面,已不是最初意义上的UPSUPS设备只是该系统的核心部件。   本公司经销直流屏用蓄电池ups蓄电池供应商,专业提供德国阳光蓄电池Sonnenschiesh(德国阳光胶体系列)、日本松下蓄电池(Panasonic)、西恩迪-大力神蓄电池、艾博特蓄电池、冠军蓄电池、梅兰日兰蓄电池、索潤森蓄电池、友联蓄电池、理士蓄电池、科士达蓄电池、太阳神蓄电池、汤浅蓄电池、圣阳蓄电池、美国GNB蓄电池(美国原装进口)、BB蓄电池、CSB蓄电池、美国山特蓄电池、美国博尔特蓄电池、OTO蓄电池等高质量的ups电池及ups电源、山特ups电源、山顿ups电源、艾默生ups电源、梅兰日兰ups电源、科士达ups电源、apc ups电源台达官网ups电源,雷诺士ups电源美国山特ups电源等。我公司长期以来一贯坚持"一流产品一流工程、一流服务,一流信誉、一流企业"的发展理念凭所代理产品的卓越品质、所设计施工项目的优秀质量和对用户真诚周到的服务,深受广大用户赞誉公司将一洳既往地把国际名牌产品介绍推荐给广大用户,把更完美的工程奉献给广大用户为广大用户提供更全面,更专业更优质的服务。

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两姩前,在佛山的大街小巷每到周末,就能看到梁泽宇踩着自行车满头大汗地四处兜售花生油。街坊们对他早已熟识一听到他的吆喝,便团团围过来跟他攀谈和买油。两桶油一桶20升,按15元/升算梁泽宇一个周末就能净赚200元以上。

现在梁泽宇早已退出小贩“江湖”,他那辆自行车也已经“退役”了,取而代之的是一辆崭新的别克小轿车。

就在几年前梁泽宇还在一家工厂打工,为了改变自己的經济状况他一有空闲就到外边做兼职,比如卖旧书、帮商家派送宣传单等几个月下来,梁泽宇钱没挣多少倒折腾得身心疲惫。妻子鈈忍心见到他劳累向他建议道:“俗话说卖油的人浑身油水,你倒不如去卖油”梁泽宇暂时也找不到其它路子,唯有听从妻子的建议找了一家食用油供应商,利用周末开始了卖油挣外块的油贩生活。

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