不間斷電源（UPS）可以隨時(shí)啟用嗎？
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技術(shù)方案與實(shí)用技巧
這個(gè)問(wèn)題困擾著依賴電池提供應(yīng)急電源的設(shè)備制造商；如何知道在您最需要的時(shí)候，它能夠發(fā)揮作用？這對(duì)不間斷電源（UPS）制造商尤其重要，因?yàn)?a class="contentlabel" href="http://cafeforensic.com/news/listbylabel/label/UPS">UPS的唯一用途是在主電源發(fā)生故障時(shí)確保計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或醫(yī)療設(shè)備的電力供應(yīng)。在這些情況下，電力提供和在確定的時(shí)間和供給容差范圍內(nèi)供電是極其必要的。
大多數(shù)備用電池使用多個(gè)閥控鉛酸（VRLA）電芯做成整體電池。雖然稱(chēng)作“免維護(hù)”，但這項(xiàng)技術(shù)有眾所周知的不足，其中的任何一個(gè)都可能造成電池低效甚至完全不起作用。
因此，弱、老化或其他“不健康”的電池構(gòu)成這些系統(tǒng)的嚴(yán)重危險(xiǎn)，需要定期維護(hù)檢查它們的健康狀態(tài)（SOH）與荷電狀態(tài)（SOC）。不論這些維護(hù)多么頻繁，在維護(hù)檢查間隙仍有發(fā)生電池故障的風(fēng)險(xiǎn)。為了克服這種狀況，一些公司正轉(zhuǎn)向提供持續(xù)原位SOH和SOC監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)。
持續(xù)監(jiān)測(cè)
這似乎是個(gè)簡(jiǎn)單的解決辦法，但在現(xiàn)實(shí)中面臨經(jīng)濟(jì)上的難題。持續(xù)監(jiān)測(cè)方案通常需要增加50%的電池成本，如果把安裝和運(yùn)行考慮在內(nèi)，增加比例甚至高達(dá)70%。面對(duì)這么高的成本，在提示電池壽命終結(jié)的平均無(wú)故障時(shí)間（MTBF）之前定期更換電池，可能是更經(jīng)濟(jì)的做法。然而，和例行維護(hù)一樣，這也充滿不確定性，因?yàn)榄h(huán)境條件對(duì)電池的MTBF有很大影響。
制造商因而把目光轉(zhuǎn)向低成本的持續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，全面診斷電池在各個(gè)條件下的SOH和SOC。2007年3月，供應(yīng)這類(lèi)智能變送器的專(zhuān)業(yè)公司LEM與密封及排氣式鉛酸電池診斷和管理領(lǐng)域領(lǐng)先的權(quán)威機(jī)構(gòu)RWTH亞琛大學(xué)合作，確立了先進(jìn)的低成本電池監(jiān)測(cè)管理的發(fā)展方向。
在其他制造商追逐更“時(shí)尚”的電池技術(shù)時(shí)，RWTH亞琛大學(xué)則已建立起技術(shù)中心并增強(qiáng)其力量，集中研究最為成熟和普遍銷(xiāo)售的電池化學(xué)工藝。LEM-亞琛結(jié)成長(zhǎng)期合作關(guān)系，共同研究VRLA（閥控鉛酸）富液和膠體電池的故障模式，開(kāi)發(fā)包括SOH和SOC在內(nèi)的下一代監(jiān)測(cè)與分析系統(tǒng)。
通過(guò)這種合作和了解用戶需要，LEM持續(xù)開(kāi)發(fā)用于持續(xù)監(jiān)測(cè)的“Sentinel”解決方案，終于研制出最新一代產(chǎn)品Sentinel III。Sentinel能夠測(cè)量電池電壓、內(nèi)部溫度和內(nèi)部阻抗，其診斷測(cè)量水準(zhǔn)可媲美高度復(fù)雜且昂貴的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，但成本因素使其可用作持續(xù)監(jiān)測(cè)方案。
為了開(kāi)發(fā)Sentinel，如圖1所示，LEM使用上述實(shí)驗(yàn)設(shè)備并選用眾多的電池樣式和品牌，進(jìn)行廣泛的研發(fā)。在這個(gè)項(xiàng)目中，Sentinel運(yùn)用和復(fù)制了電化學(xué)阻抗頻譜分析法。在解釋高性價(jià)比的單芯片解決方案中如何復(fù)制這項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)之前，值得我們確切說(shuō)明的是它實(shí)現(xiàn)的診斷水準(zhǔn)以及如何保護(hù)基于電池的UPS的完整性。
圖1：用于評(píng)估監(jiān)測(cè)裝置的測(cè)試設(shè)置
本文引用地址：http://cafeforensic.com/article/227617.htm老化問(wèn)題
這類(lèi)系統(tǒng)大多采用鉛酸電池技術(shù)，眾所周知的技術(shù)缺陷是老化導(dǎo)致容量衰減，內(nèi)阻升高。不過(guò)，由于這項(xiàng)技術(shù)如此成熟，老化狀況也廣為人知，因而能夠通過(guò)探測(cè)幾種情況確定老化狀況。
容量降低是尤其普遍的影響之一，這基本是電池的使用模式造成的。在UPS內(nèi)部，電池以高電流放電，導(dǎo)致電極上生成大的晶體。可通過(guò)適當(dāng)調(diào)節(jié)電池，部分地控制這種狀況，但事實(shí)證明在嚴(yán)重情況下這是不可逆的。這種情況也會(huì)生成小的晶體，稱(chēng)作“樹(shù)枝晶”，如果沒(méi)有探測(cè)到的話，可能會(huì)連在一起造成電池短路。
內(nèi)部腐蝕使端子的薄片落到電極上，也可能造成短路。導(dǎo)致腐蝕的重要因素包括溫度、電壓和局部酸液濃度，通常影響正極端子。這些老化效應(yīng)都導(dǎo)致電池容量或電量損失，因此任何一種診斷都必須能夠鑒別它們，以便在災(zāi)難性故障發(fā)生之前采取適當(dāng)行動(dòng)。
以上效應(yīng)導(dǎo)致電池容量或電量降低。任何一類(lèi)診斷都應(yīng)當(dāng)以鑒別這些老化效應(yīng)為目標(biāo)。
在已進(jìn)行的測(cè)試中，使用電化學(xué)阻抗譜（RWTH亞琛大學(xué)的EISmeter分析儀）進(jìn)行全譜測(cè)量；運(yùn)用一系列的正弦波形測(cè)量電池，測(cè)得整個(gè)頻譜的阻抗。通過(guò)傅立葉分析計(jì)算給定頻率的實(shí)際和假想的電壓響應(yīng)部分，得出測(cè)量結(jié)果。通過(guò)分析電壓響應(yīng)與勵(lì)磁電流的幅角及相角關(guān)系，獲得復(fù)雜的阻抗結(jié)果。
對(duì)于Sentinel解決方案而言，這是不切實(shí)際的，因?yàn)樽龅竭@一點(diǎn)所需的處理能力會(huì)使持續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的任何解決方案失去商業(yè)可行性。因此，我們面臨的挑戰(zhàn)是開(kāi)發(fā)這
評(píng)論