MAX蓄电池 MAX蓄电池直流屏/UPS应急电池

MAX蓄电池直流屏/UPS应急电池

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西方社会越来越习惯于接受靠得住性很是高的根蒂根基服务。我们希看，像电力网、电信和IT网络之类的根蒂根基举措措施在我们需要的时辰能够随时提供服务，一旦泛起故障或服务提供商提供的服务不能到达要求，我们就会认为其服务水平严重不足。我们有时（谈到“5个9”或“6个9” 的有用性，但凡是没有深思它们的真正寄义。现实上，99.999%的有用性意味着1年内的停电时间约为5分钟；而“6个9”只允许1年内的停电时间为半分钟。

　　是以，许多关头根蒂根基举措措施和商业系统都采用不中断电源（UPS）作为备用电力。当电力举措措施停电时，准确转换到UPS供电给现场电源。UPS市场专门服务于小容量系统，从1 kVA或更低到几十kVA，可以支持1、2台计较机工作；和几十到几百kVA的中型装备，用于支持办公建筑的IT根蒂根基举措措施。比来几年泛起了许多功率为几百万瓦的年夜型装备，用于支持数据ZX和确保在线服务的延续有用性。比来几月甚至几年，年夜型服务器农场和数据ZX已成为Z主要的运用，UPS也继续为建立已久的关头系统市场服务：例如手术室和空中交通管制。

　　UPS依照其功率输出分类，与其容量无关，也就是说与它们的供电时长有关。UPS可以用于长时间替换电源供电，长达几个小时；或仅用于提供“桥接”电源，即电源失效时立即起头供电，直到柴油发机电之类的电源启动并到达稳定输出后遏制供电，供电时间只有几秒钟或几分钟。还存在另外一种短时间运用模式，不仅需要UPS支持接连运行，还需要UPS提供充沛的电源以便确保客户系统的预定关闭。

电池组为年夜部门UPS供电

　　虽然UPS可以采用其他技术（好比飞轮储能），可是年夜部门UPS依然采用电池组储能。电池组不仅可以提供可观的容量，而且几近能够在瞬间供电。要使UPS靠得住运行，必需使电池组布满电而且状态。

　　虽然电池技术在其他领域已取得了许多前进，但UPS中采用的电池依然是Z古老的化学铅酸电池。由于诸多缘由，在备用电源中铅酸电池一直未能被取代。就每单元存储的电量而言，铅酸电池的能量密度高（虽然以今天的尺度来衡量其实不突出）；它们的功率密度很是高，能够凭据需要输送年夜电流而不会损坏；虽然它们的重量比力年夜，不适用于许多便携式场所，可是对于UPS装备的影响其实不年夜；尤其是，可能由于它们的成本比力低。此外，从今天的情况敏感度来看，铅酸电池几近全数成份都与“绿色”相关，尤其是铅，可以完全轮回再用。

　　铅酸电池的充电和寿命周期特征也很是适合UPS使用。VRLA（阀控铅酸）电池不仅可以允许接连“浮”充，而且只要始终连结在布满电并很少深度放电时，它的使用寿命可以到达Z年夜。不外，电池组的使用寿命有限，若是情况条件（尤其温度）超越Z适合的范围，电池寿命就会相当水平地缩短。年夜大都装备上的电池可以凭据保质期定期进行更换，凡是是每5年更换一次。可是这类方式存在缺陷：在非预期情况条件下运行的电池可能失效更快，而遭到维护的电池的使用寿命可能会更长。

容错

　　现代的UPS需要提供高功率输出，是以需要许多电池单元年夜规模的串联，单个电池单元的失效可以致使整个串联电池组的失效。年夜型和中型UPS经由过程执行冗余来确保单个电池失效不会致使整个UPS失效。而UPS仍将继续运行，不外输出的的峰电流会减小，系统使用UPS能够运行的时间会缩短。此外，失效的电池还可能损坏电池组内其他单元，下降它们的使用寿命。

　　电池监测和维护体现了与UPS运行相关的一项重要成本。凡是，工程师需要定期（可能按月）放哨现场，以便丈量系统内电池的电气特征。凡是经由过程丈量电池电压，来判别运行不正常的电池并进行更换。输出电压其实不能始终有用地展望电池失效。当电池的端电压显著低于其标称值时，很容易判别该电池可能会失效，但铅酸电池在其容量下降时或在其失效早期，依然能够浮现出满意的端电压。是以，电池也可能在定期维护周期之间失效，所以需要工程师进行额外放哨。

延续监测下降成本

　　对电池进行延续监测，一方面可以缩短工程师对每组电池状态亲身检查的时间，从而提高他们的现场放哨效率，另外一方面可以实现预防性维护。经由过程判别电池的潜在失效，工程师可以在例行放哨进程中换下电池，从而保证更高的靠得住性，同时也避免了程师进行紧急放哨。

图1：延续监测系统测得的电池单元的输出电压

　　图1标示出对设置装备摆设一台800kVAUPS的广播装备上的电池进行丈量的综合监测成效。图形指示出一组联电池组中几个单体电池的输出电压。在这个例子中，每一个串联电池组由200块单体电池（在其他文章中，单体电池也被称之为电池组：封装在一个外壳内的多个电池单元）组成，能够提供年夜约440V的电压。电压存在相当年夜的波动，由于电池组设置装备摆设不准确：这一点将在下文进行计议。

　　图中明确地指出，一个电池单元提供的电压为2V，而不是标称的2.2V。虽然电池提供的电压比预期的低，不外这类差异相对较小（在正常接受范围内），而且是稳定的。这类特征很典型，采用输出电压作为电池行将失效的指标不再靠得住，由于电压值可以连结在阀值范围内，是以不会触发报警。这就是发生在这个例子中的；在收集这些数据时，监测系统用于评估定期维护方案的有用性，而不是用于警告潜在的问题。由于没有接纳任何措施，该电池单元后来在图2所笼盖的时期内严重失效；水平轴暗示测试进行的日期。不外，在失效点（电池单元电压下降至0.7V）之前，故障电池组的电压从本质上连结恒定，没有任何行将失效的迹象。Z后，维护人员在11月更换了该单体电池，随后电压恢复到整个电池阵列的平均值水平。

图2：电池单元完全失效－失效前电压几近没有下降

　　这些证实，输出电压不能准确预告可能发生的失效：而另外一个参数阻抗才是更好的指标。如图3所示，图形讲明阻抗在6月份呈上升趋向，到7月初该值增加了20％以上。这类趋向很容易讲明：对阻抗进行丈量可以在电池失效前3个月就能发现问题。哄骗该数据，可以在定期预防维护进程中更换该电池，而无需等它劣化致失效。

图3：对电池单元阻抗轨迹的回首查询拜访证实，阻抗是更好的失效展望指标

在线阻抗丈量

　　电压丈量很简单，电池单运行时即可进行；哄骗Z新监测技术，阻抗也能够采用非干扰式方式准确丈量。这些图形叠加显示了进行定期丈量的监测系统的输出，成效位于浮充电压上方，是一种特定频率特征的校准波形。在这些频率下丈量的电压和电流反映了电池组的基赋性能。测试的波形体现了电池单元性能的任何潜在变化，不外虽然如斯，只斟酌测试电压给出的警告有限，直到失效点。

　　对电池进行延续监测还为提高UPS的靠得住性提供了其他有用信息。如图1所示，很显然有许多充电/放电周期（经由过程电压轨迹上的脉冲体现）。虽然所有电池组都需要进行调理，可是这个电池组的放电过于频仍，每月放电4-5次。同时，进行一定的电池调理可以延长寿命，但过量的放电周期会下降寿命：正常设置装备摆设放电周期为每一年两到三次。凡是情况下，电池单元质保使用寿命为20到50个周期。在这类情况下，我们在斟酌电池仅仅几个月后就可能跨越这个质保，而每5年更换一次电池的方案可能意味着电池需要履历比设计担保多几倍的放电周期。

　　现场频仍的充电/放电周期是由于安装人员将UPS设置在试运行模式而酿成的，这类模式使电池频仍地轮回充电以便进行测试。这个出乎意料的常见毛病会年夜幅度缩短电池使用寿命。在工程师接连自动监测中，毛病设置可能浮现不较着，可是发生的问题却很较着。

　　致使电池寿命缩短的另外一个缘由是高温。即使温度只升高一点，也会造成电池内没必要要的化学反应几率的增加，Z终致使电池失效。一般来说，电池制造商会提到电池的使用温度为20 °C。图4指出了系统中随时间变化的情况温度，在其中一点温度到达了22 °C。空调系统未能将温度连结 在可接受的范围之内，这样会致使电池寿命缩短。而且温度升高可以使电池制造商的质保无效。

图4：采用统一系统收集温度监测数据，超越温度范围发出警报

　　我们发现，经由过程监测系统对电池进行持久的监测，除使工程师现场放哨更GX而下降成本之外，还有很多优点。在这个示例中，对电池阻抗进行自动监测可在电池失效前三个月就可判别出行将失效的电池。

　　接连监测也使判别UPS设置装备摆设问题变得简单：出格是可能较着缩短电池寿命的不准确充电/放电频率。监测可以丈量情况条件，从而确保电池寿命不会由于高温的影响而缩短。

　　监测可以使电池的寿命到达Z长，经由过程确保无需过早更换电池组，和确保对劣化电池进行早期觉察从而在电池组没电之前进行更换等措施，下降了电池失效的风险而且节省了资金。虽然UPS之类的关头系统凡是节省成本不是*方针，可是用户将系统转酿成持久在线监测很是重要，由于这样不仅能够削减成本，还能够提高系统的靠得住性。