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電池的壽命和UPS的可靠性關聯(lián)分析
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摘要: 電池的壽命和UPS的可靠性關聯(lián)分析,即使UPS使用的是同樣的電池技術,不同廠家的電池壽命大不一樣,,這一點對用戶很重要,因為更換電池的成
關鍵詞: 電池 UPS
Abstract:
Key words :

即使UPS使用的是同樣的電池技術,不同廠家的電池壽命大不一樣,, 這一點對用戶很重要,,因為更換電池的成本很高(UPS售價的30%)。 電池故障會減小系統(tǒng)的可靠性,是非常煩人的事情,。

電池溫度影響電池可靠性

溫度對電池的自然老化過程有很大影響。詳細的實驗數(shù)據表明溫度每上升攝氏5度,,電池壽命就下降10%,,所以UPS的設計應讓電池保持盡可能低的溫度。所有在線式和后備/在線混合式UPS比后備式或在線互動式UPS運行時發(fā)熱量要大( 所以前者要安裝風扇),,這也是后備式或在線互動式UPS電池更換周期相對較長的一個重要原因,。APC UPS電池的溫度降到最低了,所以它能更好地滿足系統(tǒng)可靠性要求,。

電池充電器設計影響電池可靠性

電池充電器是UPS非常重要的一部分,,電池的充電條件對電池壽命有很大影響。 如果電池一直處于恒壓或“浮充”型電池充電狀態(tài),,則UPS 電池壽命能最大程度提高,。事實上電池充電狀態(tài)的壽命比單純儲存狀態(tài)的壽命長得多。因為電池充電能延緩電池的自然老化過程,,所以UPS無論運行還是停機狀態(tài)都應讓電池保持充電,。

所有APC UPS無論運行還是停機狀態(tài)電池都處在充電狀態(tài),市場上的很多UPS沒有這種功能,。雖然這一功能使UPS 成本提高,, 但如果考慮到更換電池的花費, 則UPS總的使用成本降低了,。

電池電壓影響電池可靠性

電池是個單個的“原電池”組成,,每一個原電池電壓大約2伏, 原電池串聯(lián)起來就形成了電壓較高的電池,,一個12伏的電池由6個原電池組成,,24 伏的電池由12個原電池組成等等。UPS的電池充電時,,每個串聯(lián)起來的原電池都被充電,。 原電池性能稍微不同就會導致有些原電池充電電壓比別的原電池高,這部分電池就會提前老化,。只要串聯(lián)起來的某一個原電池性能下降,,則整個電池的性能就將同樣下降。試驗證明電池壽命和串聯(lián)的原電池數(shù)量有關,,電池電壓越高,,老化的就越快。

UPS容量一定時,,設計時應盡可能讓電池電壓最低,,這樣UPS電池壽命就越長,對于電池電壓一定時,應選擇數(shù)量少電壓高原電池串聯(lián)的電池,,不要選擇數(shù)量多電壓低的原電池串聯(lián)的電池,。有些廠家UPS的電池電壓比較高,這是因為容量一定時,, 電壓越高,,電流就越小,就可選用較細的導線和功率較小的半導體,, 從而降低UPS成本,。容量1KVA左右的UPS的電池電壓一般為24 ̄96V。這種容量等級的APC UPS 如Smart-UPS 1250電池電壓選擇了最低的24V,。

APC UPS較低的電池電壓相對延長了電池壽命,,APC UPS電池壽命為3 ̄5年,而有些UPS的電池典型壽命只有1年,!在UPS十年的使用期里,,更換電池的成本比UPS本身售價高出兩倍!雖然這類UPS設計比較容易,,成本也較低,, 但“潛在的”更換電池則成本很高。

電池紋波電流影響電池可靠性

理想情況下,,為了延長UPS電池壽命,, 應讓電池總保持在“浮”充電或恒壓充狀態(tài)。這種狀態(tài)下充滿電的電池會吸收很小的充電器電流,,它稱為“浮”或“自放電”電流,。盡管電池廠商如此推薦,有些UPS的設計(很多在線式) 使電池承受一些額外的小電流,,稱為紋波電流,。紋波電流是當電池連續(xù)地向逆變器供電時產生的,因為據能量守恒原理,,逆變器必須有輸入直流電才能產生交流輸出,。這樣電池形成了小充放電周期,充放電電流的頻率是UPS輸出頻率(50或60Hz)的兩倍,。

普通后備式,、APC在線互動式或后備/鐵磁式UPS不會有紋波電流,其它設計的UPS會產生大小不等的紋波電流,,這取決于具體的設計方法,。只要檢查一下UPS的結構圖就能知道該UPS能否產生紋波電流。

如果在線式UPS的電池在充電器和逆變器之間,,那么電池就會有紋波電流,,這是普通的“雙變換”UPS,。

如果用截止二極管、繼電器,、變換器或整流器把電池與逆變器隔離開,,那么電池就不會有紋波電流,。當然這種設計的UPS不總是一直“在線”,,所以這種UPS被稱為“混合后備/在線式”UPS。

總結

電池是UPS系統(tǒng)中最不可靠的部分,,但是UPS設計得好壞直接影響到電池的可靠性,。讓電池一直保持充電狀態(tài)(即使UPS停機)能延長電池的壽命, 盡量避免選用電池電壓高的UPS,。有的UPS設計會使電池產生紋波電流,,造成電池不必要的過熱。大多數(shù)UPS使用的電池都差不多,,但UPS設計不同會大大影響電池的壽命,。

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