一、引言

近幾年來(lái)，在通信局站動(dòng)力環(huán)境集中監(jiān)控建設(shè)中，通信電源蓄電池的監(jiān)控逐漸成為必選項(xiàng)，從而杜絕了很多通信中斷事故，作為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)基礎(chǔ)電源UPS，起到同樣重要作用，但對(duì)蓄電池還未納入集中監(jiān)控管理。最近幾年，UPS故障造成通信中斷的情況呈上升趨勢(shì)，通過(guò)對(duì)UPS維修工作中各種故障的統(tǒng)計(jì)，由電池引發(fā)的故障超過(guò)了總故障的50％?？梢?jiàn)，正確地使用和維護(hù)好電池是延長(zhǎng)電池組壽命、降低UPS電源總故障率的關(guān)鍵因素之一。

二、UPS蓄電池可能發(fā)生哪些問(wèn)題

2.1 如果長(zhǎng)期以偏高的浮充電壓運(yùn)行，有可能會(huì)出現(xiàn)電池過(guò)充電的情況，引起內(nèi)部壓力增大，失水加快，從而影響電池的使用壽命或在放電瞬間會(huì)使電池發(fā)生爆炸而中斷通信；相反，若長(zhǎng)期以偏低的浮充電壓運(yùn)行，有可能會(huì)使電池處于未充滿(mǎn)狀態(tài)，影響放電的時(shí)間，放電很快到達(dá)終止電壓，中斷通信；

2.2 蓄電池組最理想的工作環(huán)境溫度為25℃，較低的溫度可延長(zhǎng)電池壽命，但會(huì)減少電池放電容量；較高的溫度會(huì)導(dǎo)致電池壽命縮短和可能導(dǎo)致熱失控。高出25℃時(shí)每升高10℃，電池的壽命就會(huì)縮短一半。較高的環(huán)境溫度導(dǎo)致電池較大的自放電。25℃時(shí)，自放電率約為3.5%；溫度每升高10℃自放電速度增加一倍；存放時(shí)間約長(zhǎng)，自放電越大。要注意UPS電池的周?chē)ぷ鳝h(huán)境溫度不超過(guò)30℃；當(dāng)環(huán)境溫度超過(guò)35℃時(shí)，由于電池內(nèi)部損耗增加，電池本身的“存儲(chǔ)壽命”將會(huì)縮短。導(dǎo)致電池組在短期使用后容量大大低于其標(biāo)稱(chēng)容量，造成市電中斷后的備用時(shí)間明顯縮短，嚴(yán)重時(shí)直至報(bào)廢。

2.3 蓄電池要注意避免深度放電，如電池以10h率放電，規(guī)定放電電壓到10.8v時(shí)應(yīng)停止放電，若此時(shí)仍使電池繼續(xù)放電，電池單體電壓過(guò)低時(shí)，便發(fā)生過(guò)放電現(xiàn)象，也即深度放電，縮短電池使用壽命。一般UPS電源一直工作到因電池電壓過(guò)低（深度放電）而自動(dòng)關(guān)機(jī)才結(jié)束。

2.4電池組在使用過(guò)程中，有落后電池產(chǎn)生，便使其整組容量變小，中斷后的備用時(shí)間縮短，嚴(yán)重時(shí)直至報(bào)廢。

三、如何采取相應(yīng)的措施

按照蓄電池廠家的規(guī)定，蓄電池應(yīng)該定期測(cè)試整組的浮充電壓，每月檢查每只電池的浮充電壓及溫度，每年進(jìn)行一次容量測(cè)試。

3.1監(jiān)測(cè)浮充電壓是維護(hù)電池的重要手段

蓄電池組與UPS整流器并聯(lián)，平常不放電，處于浮充狀態(tài)下，只起平滑濾波、后備電源作用；一旦市電中斷，蓄電池才擔(dān)負(fù)起向負(fù)載供電的任務(wù)。

電池組在長(zhǎng)期的浮充備用狀態(tài)下，經(jīng)過(guò)多次循環(huán)使用后，由于其內(nèi)部的原因會(huì)出現(xiàn)端電壓、內(nèi)阻不一致的現(xiàn)象。如果發(fā)現(xiàn)各單元電池間的端電壓差超過(guò)0.4V以上，應(yīng)該對(duì)各單元電池進(jìn)行均衡充電，以恢復(fù)電池的內(nèi)阻和消除各單元電池之間的端電壓不平衡。均衡充電時(shí)充電電壓取13.5～13.8V即可。經(jīng)過(guò)均衡充電后的電池組的電壓、內(nèi)阻不平均現(xiàn)象可以得道改善，可以延長(zhǎng)電池組的壽命。

一般情況下，全浮充電電壓定為13.5～13.8V，比較合適，如果不按次浮充工作范圍工作，就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的容量下降，充電壓過(guò)高會(huì)導(dǎo)致熱失控，熱失控的直接后果是蓄電池的外殼鼓包、漏氣、爆炸、電池失去放電功能，最后只有報(bào)廢。所以監(jiān)測(cè)浮充電壓是維護(hù)電池的重要手段。

3.2 保證電池環(huán)境溫度

對(duì)蓄電池溫度特性理解不夠，導(dǎo)致電池組在短期使用后容量大大低于其標(biāo)稱(chēng)容量，造成市電中斷后的備用時(shí)間明顯縮短，嚴(yán)重時(shí)直至報(bào)廢。蓄電池組最理想的工作環(huán)境溫度保證在20——25℃；因此對(duì)電池環(huán)境監(jiān)測(cè)也是維護(hù)電池的重要手段。

3.3 監(jiān)測(cè)落后電池

蓄電池是以化學(xué)能和電能互相轉(zhuǎn)換工作的，在使用過(guò)程中，其內(nèi)部的電化學(xué)變化常會(huì)引起電池容量改變，使其某些單體電池內(nèi)阻變大，容量變小，由于一組蓄電池的容量是由其中最小落后單體電池容量決定的，因此對(duì)落后電池監(jiān)測(cè)是維護(hù)電池最重要的手段。

四、如何實(shí)現(xiàn)UPS蓄電池的監(jiān)控和維護(hù)

其實(shí)現(xiàn)方式中，UPS蓄電池監(jiān)控設(shè)備各個(gè)廠家不同，以BTR公司提供的BMU007-12采集設(shè)備為例，集單體電壓、溫度電流等采集及充放電曲線(xiàn)存儲(chǔ)等功能于一體，具有精度高、功能齊全、施工便捷等特點(diǎn)。

l?????? 單體電壓采集：可以對(duì)最大40只的電池組（12V單體電池）精確測(cè)量，精度誤差不超過(guò)10MV。通過(guò)此項(xiàng)功能可以對(duì)電池組的浮充電壓、均衡充電壓和放電壓的監(jiān)測(cè)，可以防止浮充電壓過(guò)高或偏低、杜絕深度放電，有效的監(jiān)測(cè)電池間的端電壓是否不平衡（超過(guò)0.4V）。

l?????? 環(huán)境溫度采集:提供兩路溫度采集（模擬量4－20mA）,采用傳感器完成信號(hào)轉(zhuǎn)換后，由BMU007-12完成數(shù)據(jù)采集。此項(xiàng)功能監(jiān)測(cè)電池組在備用情況下的環(huán)境溫度和電池充放電時(shí)和電池表面溫度。

l?????? 充放電電流采集: 采用精密霍爾傳感器完成信號(hào)轉(zhuǎn)換后，由BMU007-12完成數(shù)據(jù)采集，精度高，最小可以測(cè)量1A電流。

l?????? 監(jiān)測(cè)落后電池：

BMU007-12如何監(jiān)測(cè)落后電池：在充放電過(guò)程中分別每30秒記錄電池組單體端電壓，組成電池組特性比較圖，據(jù)此判斷電池組中是否有不良、最小容量之單電池或測(cè)試放電后空載的單體端電壓，如果單體電壓低于10.8V的就是落后電池。

理論說(shuō)明：

1、電池在放電時(shí)端電壓于內(nèi)阻之關(guān)系：端電壓=蓄電池的化學(xué)電勢(shì)-放電電流×蓄電池內(nèi)阻

V=ε-I放×r。

2、電池在充電時(shí)端電壓于內(nèi)阻之關(guān)系：端電壓=蓄電池的化學(xué)電勢(shì)＋放電電流×蓄電池內(nèi)阻

V=ε＋I(xiàn)充×r。

蓄電池組在放電時(shí)，內(nèi)阻越大的電池，其端電壓越低，而充電時(shí)，內(nèi)阻越大的電池，其端電壓越高。一組良好的蓄電池，其內(nèi)阻都很均勻，應(yīng)此其特性曲線(xiàn)亦很均勻，而其中有不良蓄電池者，其特性曲線(xiàn)為在放電時(shí)較低，而充電時(shí)則高。

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圖一：此組為好的電池組，好的電池組其放電于充電時(shí)曲線(xiàn)很均勻，每一個(gè)電池的曲線(xiàn)保持一致。

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圖二：此組電池為不良電池，特別是2號(hào)電池在放電時(shí)，下降很大，在充電時(shí)，上升很高，不良的電池因其內(nèi)阻較大故其特性曲線(xiàn)在放電時(shí)壓降得比好的電池低，充電時(shí)比好的電池高。