UPS蓄电池管理技术

王琳

摘 要：目前UPS蓄电池的性能状况并未得到充分重视。本文论述了电池性能指标及影响因素，分析了电池管理系统的工作原理及实际应用。

关键词：UPS；蓄电池；性能；管理

中图分类号：TN86 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）20-0250-01

UPS电源系统是平均无故障时间内最短的器件。UPS电源确保了供电的连续性和安全性，可见提高蓄电池运行安全可靠的必要性和迫切性。如果UPS蓄电池性能得不到开发，就会造成信号中断事故，所以需要对UPS蓄电池电池性能进行检测和维护，目的是为了提高UPS供电的可靠性与稳定性。由于目前蓄电池的使用单位由于缺乏必要的测试及维护手段，于是给UPS蓄电池系统日后正常工作留下隐患。降低或杜绝蓄电池事故发生率，是提高UPS蓄电池运行的安全可靠性的重要途径。

蓄电池性能指标及影响因素：

目前在UPS不间断电源广泛使用密封式兔维护蓄电池作为储存电能的装置。蓄电池将靠储存在蓄电池中的能量维持其逆变器的正常工作，要了解蓄电池的工作原理及特点，需要在蓄电池的检测和维护工作中掌握重点。

（1）蓄电池性能指标

①蓄电池正、负极板都由板栅和活性物质构成，其中负极板上的活性物质为海绵状铅（Pb）。放电时，正极板的二氧化铅逐渐转化为硫酸铅。可见气体流失，就会造成UPS蓄电池，处于浮充状态和很小的自放电状态。

②电池内阻

电池内阻由电极村料、隔膜、电解液、接线柱等组成。极化电阻除与电流大小、温度等因素有关。电池内阻限制了电池电流的增加，降低了电池的工作电压。在成组使用时，电池内阻使电池组各单体电池的电压或电流的一致性变坏，因此也必须做到对单体电池内阻的准确监测。

③电池容量

电池的容量是指在25℃环境下，以10h率电流放电至终止电压所能获得电量。而放电终止电压为铅蓄电池以一定的放电率25℃环境温度下放电至能再反复充电使用的最低电压称为放电终止电压。为使电池安全运行，大电流放电时终止电压取值稍低，小电流放电时终止电压取值稍高。不同的容量，电池的容量越小。

（2）影响蓄电池性能的主要因素

①温度

UPS蓄电池在使用过程中会出现不断下降的情况，性能下降的主要原因就是环境温度和深度放电。环境温度升高后，蓄电池处于过压充电状态，温度升高会会使蓄电池所提供的有效容量下降。深度放电极易造成电池相关参数的变化，

②检测方法

传统的电池检测方法是通过测量仪表外加负载的方式进行测量。这些检测方法降低了UPS运行的可靠性。电池的内阻是有源元件，电池内阻的测量方法有交流法和直流法两种。但所测得的都只是一定使用条件下电池的欧姆内阻。另一个极其重要的就是应当测量每个单体电池内部的温度。因为电极柱与电极集电体相联，而且电极柱的温度与电芯内部温度很相近。

（3）提高UPS蓄电池管理技术的有力措施

①保持适宜的环境温度

目前UPS所用的蓄电池一般会导致电池内部化学活性增强，从而促使四周环境温度升高，这种恶性循环会加速缩短电池的寿命。随意应当测量定期每个单体电池内部的温度。因为电极柱与电极集电体相联，而且电极柱的温度与电芯内部温度很相近。

②提升系统功能

UPS蓄电池系统是通过检测电池的外特性参数来控制电池内部状态，同时还可以利用在线智能设计对蓄电池内阻进行检测。总的来说，电池管理系统一般将前端采集电路、均衡电路以及分立器件組成。电池管理系统是一个蓄电池管理单元。需要对各项数据进行分析处理，并传送至终端显示。

③规范UPS蓄电池性能的检测方法

测试UPS蓄电池有助于满足端电压和容量的要求，但UPS蓄电池瞬间输出大电流的特性只有在关闭市电情况下才能测试，一般将整个蓄电池组脱离有线电视电源系统。对新购进的UPS蓄电池要进行容量检测。采用最新专利材料可以减轻劳动强度，有利于提高整个有线电视网络的供电稳定。

性能优良的UPS蓄电池的赢利模式和业务模型是相辅相成的，赢利模式决定了网络的定位和发展方向，业务模型恢复时间极短，避免因受电网瞬间断电的冲击而发生损失。

④实现智能化管理

UPS蓄电池的失效会直接表现为内阻增大、端电压不够、容量不足或瞬间放电电流不满足带载启动要求等。用UPS蓄电池是系统中关键的部门和场合。为了实现全方位的智能化监控，利用UPS可以将UPS的监控模块或监控单元通过RS232或RS485接口，再通过协议转换器将UPS的监控模块或监控单元的数据直接传送到网络监控中心，进而实现了对通信用UPS及电池的集中智能化管理。

要实现UPS的电池智能管理准确全面地监控每一节电池的容量、后备时间等。尤其是避免电池最低保护电压设置错误，需要让值班人员实时监测通信用UPS的运行数据。随着计算机和高精度仪器设备的大量使用，现代用电设备对供电可靠性和供电质量提出了越来越高的要求。国内现有的UPS电源技术已经不能满足系统的要求。因此，首先就是要提高逆变电源运行的可靠性和扩大供电容量的重要技术手段。其次是通过多个模块并联运行扩容。模块化与标准化设计减少了人为故障的概率。模块化的结构设计是保障高可靠供电的最后一道防线。

总之，UPS蓄电池的管理有助于提高其性能与供电时间，尤其是对供电安全尤为重要。通过对UPS蓄电池的精确数据检测与数据管理，有效降低了UPS蓄电池的运行风险。

参考文献

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收稿日期：2018-6-3