UPS 系统中蓄电池的选择、使用与维护

UPS 系统中蓄电池的选择、使用与维护

电池是UPS系统的重要组成部分，它的质量直接关系到整个UPS系统的可靠性。无论UPS设计多么先进，功能多么齐全，一旦电池出现故障，再好的UPS也无法提供不间断的供电。千万不要贪图便宜而选择劣质的铅酸电池，这样会影响整个UPS系统的可靠性，造成更大的损失。电池是整个UPS系统中平均故障间隔时间（MTBF）最短的部件，如果能正确使用和保养，可以延长其使用寿命，否则其使用寿命将大大缩短。因此，我们需要了解电池的基本原理和使用注意事项。

铅酸电池类型

一般可分为铅酸电池、铅酸免维护电池和镍镉电池。考虑到负载情况、使用环境、使用寿命、成本等因素，UPS一般选用阀控式铅酸免维护电池。它的主要特点是充电时在正极板上产生氧气，在负极板上经过化学反应还原为水。使用时在规定的浮充寿命内无须加水维护，所以又称免维护铅酸电池。免维护只是说与普通电池相比，使用过程中省去了加纯水或蒸馏水、调整电解液液面的工作，但并不代表省去了一切维护工作。相反，要想实现UPS不间断供电，必须更加用心地维护和保养铅酸免维护电池。

影响使用寿命的主要因素及注意事项

下面就影响电池寿命的主要因素及使用过程中应注意的事项进行说明：

（1）环境温度对电池影响很大，环境温度过高，电池会过充产生气体；环境温度过低，电池会欠充，影响电池寿命。因此，一般要求环境温度在25℃左右，UPS浮充电压值也是根据此温度设定的。实际应用中，电池一般在5℃～35℃范围内充电，低于5℃或高于35℃都会大大降低电池容量，缩短电池寿命。

（2）放电深度对电池寿命也有很大影响，电池放电越深，可循环使用的次数就越少，因此使用过程中应避免深度放电。虽然UPS有电池低压保护功能，但一般当单块电池放电到10.5V左右时，UPS就会自动关机。但如果UPS处于轻载放电或空载放电状态，也会造成电池的深度放电。

（3）蓄电池在储存、运输和安装过程中，由于自放电，会损失一部分容量。因此，在安装后投入使用前，应根据蓄电池的开路电压判断蓄电池的剩余容量，然后采用不同的方法对蓄电池进行补充充电。对于备用蓄电池，应每3个月进行一次补充充电。通过测量蓄电池的开路电压，可以判断蓄电池的质量好坏。以12V蓄电池为例，如果开路电压高于12.5V，说明蓄电池仍有80%以上的能量储存，如果开路电压低于12.5V，应立即进行补充充电，如果开路电压低于12V，说明蓄电池储存的能量不足20%，蓄电池已经不能使用。

⑷电池充放电电流一般用C表示，C的实际值与电池容量有关。例如100AH的电池，C=100A。松下铅酸免维护电池最佳充电电流为0.1C左右，充电电流不能大于0.3C，充电电流过大或过小都会影响电池寿命。放电电流一般要求在0.05C~3C之间。UPS在正常使用中可以满足此要求，但也需防止意外情况发生，如电池短路等。

⑸充电电压。由于UPS电池处于待机工作状态，市电来电时电池正常处于充电状态，只有停电时才会放电。为了延长电池的使用寿命，UPS充电器一般采用恒压限流控制，当电池充满电后转入浮充状态，每只电池的浮充电压设定为13.6V左右。充电电压过高，电池会过充，反之，电池会欠充。充电电压异常可能是由于电池配置不正确或充电器故障引起的。因此，在安装电池时，一定要注意电池规格、数量的正确性，不要将不同规格、批号的电池混用。外置充电器不要使用劣质充电器，安装时要考虑散热问题。

目前，为进一步提高电池的使用寿命，先进的UPS均采用ABM（ement）三段式智能电池管理方案，即充电分为初始化充电、浮充和休眠三个阶段：

第一阶段为恒流均衡充电，将电池容量充至90%；

第二阶段为浮充，将电池容量充至100%后停止充电；

第三阶段为自然放电，蓄电池利用自身的漏电流放电，直至电压达到规定的下限，然后重复以上三个阶段。这种方法改变了以前蓄电池充满电后要每天24小时处于浮充状态的方法，从而延长了蓄电池的使用寿命。

⑹免维护电池采用吸收式电解液体系，正常使用时不会产生任何气体。但如果用户使用不当，导致电池过充，就会产生气体。此时电池内压会升高，将电池上的压力阀推开，严重时会导致电池爆炸。

⑺UPS运行过程中，应注意监视电池组的端电压、浮充电流、每只电池的电压、电池组及直流母线的对地电阻、绝缘状态。

⑻不要单独增加或减少电池组中几只单体电池的负载，这样会造成单体电池容量不平衡，充电不均匀，降低电池的使用寿命。

⑼ 蓄电池应尽量安装在清洁、阴凉、通风、干燥的地方，并应避免受到阳光、加热器或其它辐射热源的影响。蓄电池应直立放置，不得倾斜，各蓄电池的端子应连接牢固。⑽ 定期维护。蓄电池使用一定时间后应定期进行检查，如观察其外观有无异常，测量各蓄电池电压是否平均等。如果长时间不停电，蓄电池会一直处于充电状态，使蓄电池活性变差。因此，即使不停电，UPS也需要定期放电，以保持蓄电池的活性。放电试验一般可每三个月进行一次。方法是给UPS加载-最好是50%以上，然后断开市电，使UPS处于蓄电池放电状态。放电持续时间一般为几ms到几十ms，视蓄电池容量而定。 放电完毕后，恢复主电源供电，电池继续充电。

结论

了解和清楚影响铅酸蓄电池使用寿命的主要因素以及使用过程中应注意的事项，对我们在UPS系统中正确使用和维护铅酸蓄电池有很大的帮助。希望大家在日常工作中正确使用和维护铅酸蓄电池，使其得到更加合理的使用。