设备架的制作方法

本申请要求于2020年7月8日提交的美国临时申请No.16/923,773 的权益。上述申请的全部公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开内容涉及设备架，并且具体地，涉及能够增强储存在设备 架上的设备的热性能的设备架。

背景技术

本部分提供与本公开内容相关的背景信息，该背景信息不一定是 现有技术。

各种电子设备通常、例如在数据中心处、安装在机架中以在电子 设备的工作和使用期间紧凑地容纳电子设备。电子设备可以包括在架 中，该架安装在机架中。已知一些电子设备在工作期间产生热量，并 且已知一些电子设备对温度敏感，使得设备在某些温度条件下运行更 好。

技术实现要素：

本部分提供了本公开内容的一般概述，并且并非是对本公开内容 的全部范围或所有特征的全面公开。

根据本公开内容的一个方面，设备架包括至少一个电力供应单元 (PSU)，该至少一个电力供应单元(PSU)定位在设备架的上部区域 中。设备架还包括至少一个电池备用单元(BBU)，该至少一个电池备 用单元(BBU)定位在设备架的下部区域中。气流路径在上部区域和 下部区域之间延伸穿过设备架。气流路径将设备架的上部区域与设备 架的下部区域分开，并且在空气流动穿过气流路径时将上部区域中的 至少一个PSU与下部区域中的至少一个BBU热隔离。

根据本公开内容的另一方面，电力架包括外壳，该外壳具有多个 上部接纳部和多个下部接纳部。电力架还包括多个电力供应单元(PSU) 和多个电池备用单元(BBU)，该多个电力供应单元(PSU)定位在多 个上部接纳部内，多个电池备用单元(BBU)定位在多个下部接纳部 内。电力架还包括气流区域，该气流区域位于多个PSU和多个BBU 之间。

根据本公开内容的另一方面，机架安装式设备架包括外壳，该外 壳具有用于容纳电子设备的至少一个接纳部。设备架还包括电子设备， 该电子设备定位在至少一个接纳部内。通道联接到外壳并且至少一个 风扇联接到通道以将空气抽吸穿过通道，由此被抽吸穿过通道的空气 将电子设备和/或架维持在期望的温度。

应用的其他方面和领域将从本文提供的描述中变得显而易见。应 当理解，本公开内容的各个方面可以单独实施或者与一个或多个其他 方面结合实施。还应当理解，本文的描述和具体示例仅旨在用于说明 目的，并不旨在限制本公开内容的范围。

附图说明

本文描述的附图仅出于所选择的实施例而非所有可能的实施方式 的说明性目的，并且并不旨在限制本公开内容的范围。

图1是示例机架安装式设备架的侧视图。

图2是图1的设备架的后视立体图。

图3是图1的设备架在工作期间的温度图。

图4是图1的设备架的主视图。

图5A至图5B是电力供应单元(PSU)的立体图。

图6是示例架的主视图。

图7A至图7B是包括图5A至图5B的PSU和图6的架的示例机 架安装式设备架的主视立体图。

图8是图示了在工作期间穿过图7A至图7B的机架安装式设备架 的空气流动的示意性流动图。

图9是图示了图1的机架安装式设备架中的设备的温度相对于间 隙尺寸的曲线图。

图10是图示了在多种工作模式期间设备架中的设备的温度的曲线 图，该设备架不具有包括在图1的设备架中的某些特征。

图11是图示了在多种工作模式期间图1的设备架中的设备的温度 的曲线图。

在附图的多个视图中，对应的附图标记指示对应的部分或特征。

具体实施方式

现在将参考随附附图更全面地描述示例实施例。

提供示例实施例，使得本公开内容将是透彻的并且将向本领域技 术人员充分传达范围。阐述了许多具体细节，诸如具体部件、装置和 方法的示例、以提供对本公开内容的实施例的透彻理解。对本领域技 术人员显而易见的是，不需要采用具体细节，示例实施例可以以许多 不同的形式实施并且均不应被解释为限制本公开内容的范围。在一些 示例实施例中，没有详细描述公知的工艺、公知的装置结构和公知的 技术。

本文使用的术语仅用于描述特定示例实施例的目的，并不旨在是 限制性的。除非上下文另有明确指示，否则如本文所用的单数形式“a”、 “an”和“the”也可以旨在包括复数形式。术语“包括(comprises)”、 “包括(comprising)”、“包含”和“具有”是包含性的并且因此指定 了存在所陈述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存 在或添加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或 它们的组。除非被具体认定为一执行顺序，否则本文描述的方法步骤、 过程和操作不应被解释为必需要求它们以所讨论或图示的特定顺序执 行。还应理解的是，可以采用附加步骤或替代步骤。

虽然术语第一、第二、第三等在本文中可以用于描述各种元件、 部件、区域、层和/或区段，但是这些元件、部件、区域、层和/或区段 不应被这些术语限制。这些术语可以仅用于将一个元件、部件、区域、 层或区段与另一区域、层或区段区分开。除非上下文明确指示，否则 诸如“第一”、“第二”和其他数字术语的术语在本文中使用时并不暗 示顺序或次序。因此，在不脱离示例实施例的教导的情况下，下文讨 论的第一元件、第一部件、第一区域、第一层或第一区段可以被称为 第二元件、第二部件、第二区域、第二层或第二区段。

空间相对术语，诸如“内部”、“外部”、“之下”、“下方”、“下部”、 “上方”、“上部”等，可以在本文中为了描述方便而用于描述如附图 中图示的、一个元件或特征与另外的一个或多个元件或特征的关系。 除了附图中所描绘的取向之外，空间相对术语可以旨在涵盖装置在使 用或工作中的不同取向。例如，如果附图中的装置被翻转，则被描述 为在其他元件或特征“下方”或“之下”的元件将被取向为在其他元 件或特征“上方”。因此，示例术语“下方”可以涵盖上方和下方的取 向两者。装置可以以其他方式取向(旋转90度或处于其他取向)并且 对本文使用的空间相对描述词相应地进行解释。

根据本公开内容的一个示例实施例的设备架在图1中图示并且总 体上通过附图标记100指示。设备架100包括用于支撑和/或容纳设备 架100内的电子设备的外壳102。电子设备包括各种电子设备，诸如热 量产生设备(例如具有高热损失密度和高工作温度的电子设备)和/或 热敏设备(例如性能受温度影响的电子设备(例如，精密控制装置、 测量装置、电池装置等))。外壳102配置成在电子设备的工作和使用 期间支撑和/或容纳电子设备。

如图1所示，设备架100包括热量产生设备和温度敏感设备两者。 在其他实施例中，设备架可以包括仅热量产生设备或仅温度敏感设备。 在图示的实施例中，设备架100配置成电力架。如图1所示，电力供 应单元(PSU)104和电池备用单元(BBU)106包括在设备架100内。 虽然图1中仅图示了一个PSU 104和一个BBU 106，但是设备架100 可以包括多个PSU 104和多个BBU 106。在一些实施例中，设备架100 包括相等数量的PSU 104和BBU(例如，六个PSU 104和六个BBU 106、 三个PSU 104和三个BBU 106等)。PSU 104是热量产生设备的示例， 因为PSU 104在工作期间在外壳102内产生热量并且具有高热损失密 度和高工作温度。BBU 106是在工作期间对温度(例如，高温)敏感 的设备。例如，温度是BBU的关键参数，该关键参数影响电池的功能， 诸如性能和电池寿命。

如图1所示，PSU 104包括在设备架100的上部区域108中，并且 BBU 106包括在设备架100的下部区域110中。在替代实施例中，PSU 104定位在下部区域110内，并且BBU 106定位在上部区域108中。 通常，相对于任何温度敏感设备，热量产生设备包括在设备架100的 单独区域中。

为了支撑包括在上部区域108中的电子设备，设备架100的外壳 102在上部区域108中包括隔板或支撑板112。支撑板112大体上沿设 备架100的中间平面分隔设备架100。设备架100的上部区域108中的 设备可以定位在外壳102的支撑板112上。在图示的实施例中，PSU 104 定位在上部区域108内并且联接到支撑板112。

设备架100包括气流区域114(例如，通道、间隙等)以允许移动 的空气流动穿过设备架100。气流区域114定位在设备架100的上部区 域108和下部区域110之间。以这种方式，移动穿过气流区域114的 空气将包括在上部区域108中的设备(例如，一个或多个PSU 104)与 包括在下部区域110中的设备(例如，一个或多个BBU 108)热隔离。 例如，气流区域114将热量产生设备(例如，PSU 104)与温度敏感设 备(例如，BBU 106)热隔离。

气流区域114由上部区域108的支撑板112和次级板116限定并且 在上部区域108的支撑板112和次级板116之间竖向延伸，该次级板 116配置成将BBU 106保持在外壳102内。在一些实施例中，次级板 116被省略，使得气流区域114由支撑板112和BBU 106的上部表面 限定。在这些实施例中，可以包括其他特征以将BBU 106保持在外壳 102内。

气流区域114的高度h通常被制定尺寸成允许空气流动穿过气流区 域114并且将上部区域108中的设备与下部区域110中的设备热隔离。 高度h可以基于包括在设备架100中的设备、这种设备的工作条件/参 数、整体设备架高度要求、诸如外界温度的环境因素等进行调节。气 流区域114的尺寸考虑在下文更详细地讨论。

如图1所示，气流区域114大体上沿设备架100中的设备(例如， PSU 104和BBU 106)的至少一段长度水平延伸穿过设备架100的中 间平面。在示例实施例中，由于下部区域110中设备的尺寸，气流区 域114定位在设备架100的中心上方。如可以理解的，取决于上部区 域108和下部区域110中的设备的尺寸，气流区域114可以(例如相 对于外壳102的底部(例如，图4中示出的底部板136))被调节得更 高或更低。以这种方式，气流区域114大体上延伸穿过设备架100的 中间平面，该中间平面在上部区域108中的设备(例如，PSU 104)和 下部区域110中的设备(例如，BBU 106)之间穿过，由此移动的空气 (例如，外界空气)在上部区域108和下部区域110之间穿过以将两 个区域热隔离。

设备架100还包括至少一个风扇118。如图2所示，设备架100包 括两个风扇118。在一些实施例中，在设备架100中可以包括更多或更 少数量的风扇118。在图示的实施例中，风扇118通常联接(例如，间 接联接)到气流区域114并且在设备架100的第一端部120(例如，后 部端部)处安装在设备架100上。风扇118配置成从设备架100的第 二端部122(例如，前部端部)抽吸空气穿过气流区域114。在替代实 施例中，一个或多个风扇118可以位于设备架100上或设备架100内 的其他位置(例如，外壳102的前部端部122)处和/或被设置在机架 (未示出)上。由风扇118抽吸到气流区域114中的空气大体上处于 外界温度。与包括在设备架100内的产生热量的PSU 104的温度相比， 这种外界温度相对较低。当外界温度穿过气流区域114时，流动的空 气将上部区域108和下部区域110热隔离并且通常降低(例如，位于 气流区域114的边界或边缘处的)限定气流区域114的任何结构或设 备的温度。以这种方式，代替以通常方式冷却设备架100，包括在本实 施例中的风扇118产生穿过设备架100的气流区域114的定向空气流， 以使包括在设备架100内的设备的多个部分热隔绝(例如，热量产生 设备与热敏设备隔绝)。

继续参考图1，箭头124大体上指示空气流动穿过设备架100(例 如，穿过设备架100的气流区域114和后部部分126)的路径。如图1 所示，流动穿过气流区域114的空气遵循如箭头124指示的单一路径 穿过设备架100。例如，当被风扇118抽吸时，空气从设备架100的前 部端部122流动穿过气流区域114到达设备架100的后部部分126(例 如，设备架100位于PSU 104和BBU 106后方的区域)，然后空气在 该后部部分126处流动离开设备架100的后部端部120。如可以理解的， 移动穿过气流区域114的外界空气使得下部区域110中的BBU 106能 够与上部区域108中的PSU 104引起的加热热隔离，从而允许BBU 106 以更低的温度工作，这改进了BBU 106的性能。

在图示的实施例中，代替使空气能够在多个不同方向上(例如， 沿多个不同路径)流动穿过设备架100，气流区域114大体上使空气能 够在单个方向上从设备架100的较低温度侧或冷侧穿过设备架100到 达设备架100的较高温度侧或热侧(例如，从前部端部122穿过设备 架100到达后部端部120)。在替代实施例中，气流区域114可以使空 气能够从后部端部120穿过设备架100到达前部端部122(例如，其中 后部端部120是设备架100的冷侧，前部端部122是设备架100的热 侧)。使用(例如，如箭头124所示的)单个气流路径简化了设备架100 的设计并且使设备架100的气流阻碍最小化。通过(例如，通过使用 单个气流路径)使气流阻碍最小化，对于给定风扇实现了最大气流。 此外，由于气流阻碍被最小化，因此对于给定气流，(例如，如箭头124 所示的)单个气流路径使得能够使用更安静、更缓慢、更便宜等的风 扇。例如，当设备架中包括多条气流路径时，由于多条路径引起气流 阻碍增加，因此将需要更高功率、更嘈杂和/或更昂贵的风扇(或多个 风扇)。

如图1和图2所示，设备架100包括一个或多个挡板128、130以 进一步限定空气移动穿过设备架100的路径(例如，以引导离开气流 区域114的空气穿过后部部分126朝向设备架100的后部端部120移 动)。挡板128、130限制和/或抑制由上部区域108中的设备排出的空 气与离开气流区域114的空气混合。当热量产生设备(例如，一个或 多个PSU 104)包括在上部区域108中时，这种设备产生热量，该热量 通常从设备中排出。为了防止这种排出的热空气与被抽吸穿过气流区 域108的空气(例如，外界空气)混合，挡板128和130以阻挡PSU 104 和风扇118之间的任何气流的方式定位。

通常，挡板128和130定位在设备架100的上部区域108和气 流区域114之间以将上部区域108与气流区域114(例如，离开气流 区域的空气)分开。挡板128、120定位在设备架100的后部部分 126内(例如，在设备架100中的PSU 104和BBU 106后方)。在示 例实施例中，挡板128朝向设备架100的后部端部120联接到外壳102的支撑板112，挡板130在设备架100的后部端部120处、风扇 118上方联接到设备架100。以这种方式，挡板123、130定位成阻 挡PSU 104和风扇118之间的气流。挡板128、130还可以密封在包 括在设备架100的后部部分126中的其他电子设备(例如，背板PCB) 上以抑制气流混合。在其他实施例中，可以使用以类似或不同配置 定位的、更多或更少数量的挡板，以抑制PSU排出空气与被抽吸穿 过气流区域114的外界空气混合。

然而，在一些实施例中，设备架100中不包括挡板128和130。 图3图示了不包括挡板128、130的设备架100的温度图。温度图描 绘了外界空气温度为40℃的情况下在海平面处当在稳态条件下工 作时设备架100内的设备和空气的温度。如图3所示，PSU 104的 温度通常高于BBU 106的温度。具体地，朝向BBU 106的背部的温 度为46.2℃。因为这一实施例中不包括挡板128和130，因此在设 备架100的后部部分126内(例如，朝向设备架100的后部端部120) 存在气流混合，从而导致温度介于上部区域108中的设备的温度和 下部区域110中的设备的温度之间。例如，在后部部分126中靠近 风扇118处(例如，在空气的至少一部分离开设备架100的位置处)， 温度为59.0℃，该温度比BBU 106的背部处的温度高12.8℃。此外， PSU 104的内部部件处于不同的温度，包括高达110℃的温度。离 开PSU 104的后部的空气的温度约为60℃至65℃。

如图4所示，设备架100包括多个PSU 104和多个BBU 106。 具体地，六个PSU 104在设备架100的上部区域108中包括在外壳 102中，并且六个BBU 106在设备架100的下部区域110中包括在 外壳102中。在替代实施例中，设备架100中可以包括更多或更少 数量的PSU 104和BBU 106。在示例性实施例中，每个PSU 104在 设备架100的上部区域108中定位在外壳102的接纳部132中。上 部接纳部132部分地由支撑板112和外壳102的壁134限定。壁134 大体上从外壳102的底部板136延伸到外壳102的顶部。每个BBU 106在设备架100的下部区域110中定位在外壳102的接纳部138 中。下部接纳部138由底部板136、次级板116和壁134限定。以 这种方式，外壳102包括两排接纳部：上排接纳部132和下排接纳 部138。

在一些实施例中，外壳102仅包括用于容纳和/或接纳电子设备 的一排接纳部(例如，接纳部132)。在这些实施例中，(例如，配 置成通道的)气流区域114联接到外壳102的上部表面或外壳102 的下部板136。例如，当气流区域114联接到外壳102的下部板136 时，下部板136限定了限定气流区域114的上部表面(例如，类似 于支撑板112)并且另一板(例如，类似于次级板116)定位在气流 区域114下方以进一步限定气流区域114。在这些实施例中，外壳 102中的设备可以是热量产生设备和/或温度敏感设备并且气流区域 114可以配置成通常降低(例如，位于气流区域114的边界或边缘处 的)限定气流区域114的任何结构或设备的温度。

在一些实施例中，壁136将气流区域114分隔成多个通道(例 如，六个通道)。气流区域114的每个通道对应于成对的一个PSU 104 和一个BBU 106(例如，对应的一对PSU 104和BBU 106)。例如， 气流区域114的每个通道定位在一个PSU 104和一个BBU 106之间。 气流区域114的多个通道是平行的并且允许(例如，外界温度下的) 空气在PSU 104和BBU 106之间在相同方向上从设备架100的冷侧 流动穿过多个通道到达设备架100的热侧(例如，从前部端部122 流动穿过多个通道到达后部端部120，从后部端部120流动穿过多 个通道到达前部端部122等)。在一些实施例中，过滤器(未示出) 联接到设备架100以防止灰尘、碎屑等通过气流区域114进入设备 架100。在一些实施例中，设备架100通常是机架安装式的，使得 一个或多个设备架100可以例如在数据中心处安装在机架(未示出) 中。

在另一示例实施例中，电力供应单元和外壳均可以被修改成将 空气提供到气流区域中。例如，在这种实施例中，空气可以从修改 后的电力供应单元(例如，从循环通过电力供应单元的冷却空气) 提供到气流区域。修改后的电力供应单元(PSU)在图5A至图5B 中图示并且总体上通过附图标记204指示。如图5A至图5B所示， PSU 204包括包围PSU 204的内部部件的壳体240。PSU 204包括用 于冷却PSU 204的内部风扇(未示出)。通常，PSU 204的内部风扇 使得冷却空气能够穿过PSU 204。在示例性实施例中，壳体240在 壳体240中(例如，在壳体240的底部表面中)包括空气出口242。 空气出口242定位成邻近内部风扇，使得流动穿过PSU 204的冷却 空气的一部分转向穿过空气出口242并且进入气流区域114。空气 出口242可以包括开口、栅格、格栅等以允许被转向的冷却空气的 那部分离开PSU 204并且进入气流区域114。

修改后的外壳在图6中图示并且总体上通过附图标记202指示。 如图6所示，修改后的外壳202类似于外壳102，然而，修改后的 外壳202还包括位于外壳202的支撑板212中的开口244。类似于 外壳102，外壳202包括上部区域208，该上部区域208包括用于接 纳电子设备(例如，PSU 204)的上部接纳部232。外壳202还包括 下部区域210，该下部区域210包括用于接纳电子设备(例如，BBU 106)的下部接纳部238。以这种方式，外壳202配置成经由开口244 允许冷却空气从PSU 204转向进入定位在支撑板212下方的气流区 域114(图6中未示出)。虽然图6中未示出，但是外壳202可以包 括板、诸如次级板116、以进一步限定延伸穿过外壳202的气流区 域114。

图7A至图7B图示了设备架200的另一示例性实施例，该设备 架200包括修改后的外壳202和定位在修改后的外壳202内的至少 一个修改后的PSU 204以及至少一个BBU 106。如图7A所示，PSU 204包括在外壳202的上部接纳部232中的一者中。出于说明目的， 中心下部接纳部238未被电子设备(例如，BBU 106)占据并且未 示出次级板116。图7B图示了通过未被占据的接纳部238、朝向上 部接纳部232的支撑板212和PSU 204看到的视图。如图7B所示， 外壳202的支撑板212的开口244通常比PSU 204的空气出口242 更大，并且在图示的实施例中，开口244的形状大体上为矩形。以 这种方式，当通过未被占据的接纳部238观察时，PSU 204的壳体 240通过开口244部分可见。可替代地，开口244可以配置成其他 形状(例如，圆形、正方形等)和/或其他尺寸(例如，与PSU 204 的空气出口242的尺寸相同，比空气出口242更小等)。PSU 204的 空气出口242和外壳202的开口244使得冷却空气的一部分能够从 PSU 204转向以流动穿过气流区域114。

图8图示了穿过设备架200的气流的流动图。如图所示，流动 穿过PSU 204的冷却空气的一部分在被PSU 204的内部风扇(未示 出)推动时转向穿过空气出口242并且进入气流区域114。由于冷 却空气的那部分移动穿过气流区域114，因此包括在设备架200中 的BBU 106与产生热量的PSU 204热隔离。这种冷却空气通常还降 低(例如，位于气流区域214的边界或边缘处的)限定气流区域114 的任何结构或设备的温度。由于流动穿过气流区域114的冷却空气 冷却BBU 106，因此BBU 106能够在较低温度下工作，从而导致改 进了BBU性能。如此，设备架200通过使用包括在PSU 204中的风 扇引起气流穿过气流区域114，而设备架100通过包括在设备架100 上的一个或多个风扇118引起气流穿过气流区域114。

在一些实施例中，设备架200还包括至少一个挡板(类似于挡 板128和130)。在这些实施例中，至少一个挡板配置成将来自气流 区域114的空气朝向设备架200的后部端部引导并且抑制来自PSU 204的排出空气与来自气流区域114的空气的气流混合。

如在以下表格中和图9至图11中示出的，改变设备架内的气流 区域或通道的尺寸(例如，高度)影响架内的设备的温度。具体地， 就设备架内的BBU而言，改变气流区域的高度使得BBU能够在较 低温度下工作，这改进了BBU的性能和功能。表格1表征了改变设 备架(例如，设备架100、设备架200)内的通道(例如，气流区域 114、气流区域214)的高度(例如，如图1中示出的h)对于电池 备用单元(例如，BBU 106)的(在包围BBU的内部部件的壳体处 测量的)温度的影响。如表格1所示，电池备用单元(例如，BBU 106) 的壳体的温度在壳体的前部和壳体的后部处取得，单位为摄氏度 (℃)。还测量了位于设备架的后部部分中的电力架控制器(PSC) 的温度，单位为摄氏度(℃)。表格1还包括穿过通道(例如，气流 区域114、气流区域214)的气流的速度，以立方英尺/分钟(CFM) 为单位。表格1中提供的值代表了在输出功率为18kW、输入为 180Vac、外界空气温度为40℃并且来自PSU(例如，PSU 104)的 排出空气大约处于65℃的情况下，在包括通道和后部风扇(例如， 风扇118)的设备架的模拟工作期间获得的值。在模拟实施例中， 设备架不包括挡板(例如，挡板128、130)并且PSU未被修改(例 如，包括PSU 104而不是PSU 204)。如表格1所示，通常随着通道 的高度(即，高度h)增加，电池备用单元的温度降低。

表格1

类似于表格1，表格2表征了改变通道(例如，气流区域114、 气流区域214)的高度(例如，图1中示出的h)对于电池备用单元 (例如，BBU 106)的壳体的温度的影响。表格2中提供的值代表 了在输出功率为18kW、输入为240Vac、外界空气温度为40℃并且 来自PSU(例如，PSU 104)的排出空气大约处于61℃的情况下， 在包括通道和后部风扇(例如，风扇118)的设备架的模拟工作期 间获得的值。类似于表格1的设备架模型，这种模拟的设备架不包 括挡板(例如，挡板128、130)并且包括类似于PSU 104的PSU， 而不是PSU 204。如表格2所示，电池备用单元(例如，BBU 106) 的壳体的温度在壳体的前部和壳体的后部处取得，单位为摄氏度 (℃)。还测量了电力架控制器(PSC)的温度，单位为摄氏度(℃)。 表格2还包括穿过通道(例如，气流区域114、气流区域214)的气 流的速度，以立方英尺/分钟(CFM)为单位。如表格2所示，通常 随着气流区域的间隙尺寸(即，高度h)增加，电池备用单元的温 度降低。

表格2

图9以图表图示了增加通道(例如，气流区域114、214)的高 度h(在本文中也称为间隙尺寸)对于BBU 106壳体的后部部分处 的温度的影响，其中使用了表格1和表格2中的值。如图9所示， 无论电力架的工作条件如何(例如，无论18kW电力架以180Vac的 输入(和大约65℃的PSU排出空气)还是以240Vac的输入(和大 约61℃的PSU排出空气)工作)，随着间隙尺寸的增加，BBU壳体 的后部部分的温度均降低。随着间隙尺寸的增加(例如，气流区域 更高)，可以实现进一步的温度降低。可以理解的是，可能需要平衡 这种进一步的温度降低与设备架的整体尺寸限制和/或尺寸考虑。

图10以图表图示了多个设备架10、20、30中的电池备用单元 的温度。设备架10、20和30不具有包括在设备架100中的某些特 征。例如，图10中图示的值从包括定位在设备架内的多个电力供应 单元和多个电池备用单元的设备架获得。包括在参考设备架10、20、 30中的PSU类似于PSU 104(例如，没有被修改为类似于PSU 204)。 此外，包括在参考设备架10、20、30中的PSU定位在BBU的顶部 的正上方(例如，使得PSU和BBU之间不存在间隙)。与设备架100 不同，参考设备架不包括气流区域(例如，诸如气流区域114)，使 得PSU并未与BBU热隔离。参考设备架同样不包括挡板(诸如， 挡板128、130)或后部风扇(诸如，风扇118)。

在参考设备架的正常工作状态期间，PSU在设备架的内部产生 热量并且将这种热量的至少一部分传导至BBU。由于PSU产生的热 量，因此BBU的温度升高并且使BBU面临达到(和超过)过温保 护(OTP)极限的风险。当温度已经超过安全值时，OTP启动停机 过程以防止设备出现故障或损坏。如图10所示，三个设备架10、 20、30的BBU的温度在不同的工作模式期间测得，该不同的工作 模式包括稳态、三分钟的放电期之后、OTP恢复期期间和OTP恢复 期之后、充电期期间、以及设备架再次恢复到稳态。如图10所示， 设备架的OTP放电极限为65℃，设备架的OTP充电极限为50℃， OTP恢复温度为47℃。

第一参考设备架10在外界空气温度为40℃的环境中工作，具 有18kW的输出功率、27000rpm的PSU风扇速度和3.0A的充电电 流。如图所示，在测试开始时，这种设备架10的BBU在56℃的温 度下工作。在放电期期间，设备架10的BBU达到OTP放电极限并 且最终恢复到BBU的起始温度，即高于OTP恢复温度的温度。由 于第一个被测试的设备架10的BBU没有恢复到OTP恢复温度，因 此BBU未能够进行充电。

第二参考设备架20在外界空气温度为40℃的环境中工作，具 有15kW的输出功率、36000rpm的PSU风扇速度和3.0A的充电电 流。与第一参考设备架10相比，参考设备架20具有降低的输出功 率和更好的风扇。如图所示，在测试开始时，这种设备架20的BBU 在48℃的温度下工作。在放电期期间，设备架20的BBU未达到 OTP放电极限，但未能够达到OTP恢复温度或降低至OTP恢复温 度以下。由于第二个被测试的设备架20的BBU没有恢复到OTP恢 复温度，因此BBU未能够进行充电。

第三参考设备架30在外界空气温度为35℃的环境中工作，具 有15kW的输出功率、36000rpm的PSU风扇速度和2.0A的充电电 流。与第一参考设备架10相比，参考设备架30具有降低的输出功 率和更好的风扇。参考设备架30还在更低的外界空气温度下工作并 且经历更长的充电。如图所示，在测试开始时，这种设备架30的 BBU在43℃的稳态温度下工作。在放电期期间，设备架30的BBU 的温度升高，但未达到OTP放电极限。BBU的温度在OTP恢复期 期间持续下降并且达到OTP恢复温度。在BBU以2.0A充电期间， 设备架30的BBU的温度再次升高并且随后在BBU充满电后恢复到 稳态。

如从图10可以理解的，在没有同样降低外界温度的情况下，减 小架输出功率、降低BBU充电速率和/或改进PSU风扇性能可能不 足以允许BBU在全功率放电后安全充电，因为BBU未能够充分冷 却以达到OTP恢复温度。为了实现充电，可能还需要降低外界温度。

图11以图表图示了在多个不同工作模式期间设备架100中的电 池备用单元(例如，BBU 106)的温度。图11中使用的设备架100 包括高度为7mm的气流区域114、风扇118和PSU 104，但不包括 挡板128、130或PSU 204。图11中使用的设备架100在外界空气 温度为40℃、输出功率为15kW、充电电流为3.0A并且PSU风扇 转速为36000rpm的环境中工作。如图所示，设备架100能够在不超 过OTP极限的情况下放电和充满电。以这种方式，例如与参考设备 架20相比，实施设备架100的特征、诸如气流区域114等、导致相 当于将外界空气温度降低至少5℃的性能改进。

本文描述的示例实施例可以增强和改进容纳在设备架中的设备 的热性能。例如，设备架可以允许使用在容纳在相同架内的设备之 间穿过气流区域的流动空气将温度敏感设备(例如，将电池备用单 元(BBU))与热量产生设备(例如，电力供应单元(PSU))热隔 离。气流区域允许相对较冷的外界空气在BBU上方流动，这将BBU 的温度保持为较低(例如，处于或接近外界温度)。这种较低的温度 产生了“热红利”，该“热红利”可以被利用或“消耗”从而以一种 或多种方式增强设备架的性能，包括功率输出更高、寿命更长、效 率更高、可靠性增加、通过更低的风扇速度改进声学特性等。由于 BBU与PSU热隔离，因此这些实施例进一步使由于在正常工作状态 期间PSU在电力架内部产生热量而导致BBU达到过温保护(OTP) 的风险最小化。以这种方式，通过将BBU保持在较低的温度，改进 了BBU的功能和性能，从而导致放电速率更高、效率更高、电池寿 命更长、利用PSU对架中的BBU进行充电更快等。

已经出于说明和描述的目的提供了实施例的前述描述。前述描 述并不旨在是穷举性的或限制本公开内容。虽然未具体示出或描述， 但是特定实施例的各个元件或特征通常不限于那一特定实施例，而 是在可适用的情况下是可互换的并且可以在所选择的实施例中使 用。这些元件或特征也可以以多种方式变化。这种变化并不被视为 背离本公开内容，并且所有这种修改均旨在包括在本公开内容的范 围内。