霍克UPS蓄电池论文

UPS蓄电池论文 第1篇 1对蓄电池进行监测的需求越来越大 蓄电池的本质是电能与化学能相互转化的装置, 它自发明以来已经有100多年的历史了, 由于它能够将电能储存起来并释放出电能, 得到了现代社会的广泛应用。在一些重要行业和领域都发挥着重要的作用, 如汽车、通信、电力、UPS等行业。但是, 尽管蓄电池的技术发展日新月异, 每一只蓄电池总会有寿终正寝的日子, 这是蓄电池发展的一个瓶颈。 蓄电池自装配完成后, 就始终不断地在进行着化学和物理的变化。在一个要求高可靠性、高稳定性的电源系统中, 如何准确预知蓄电池的失效就是一个非常重要的课题。 我单位大量应用了UPS电源设备, 其蓄电池的数量达到400多只, 每个UPS系统的使用环境和负载大小都存在着差异, 并且装配时间也不相同, 如何能够准确详实地掌握每一只电池的状态, 需要我们对蓄电池采用在线监测的手段来研究它的工作状态。 2蓄电池监测的现实意义 研究蓄电池的监测要先从蓄电池的维护入手, 一般情况下, UPS设备采用的储能电池是阀控密闭铅酸蓄电池。这种被称为“免维护”的蓄电池并非真的不用维护, 其在使用和维护中, 存在着很多安全隐患, 如内阻增大、爬酸、电池干涸、热失控等都会导致蓄电池的使用寿命降低, 从而对电源系统的可靠性产生极大的威胁。 实践证明, 蓄电池和蓄电池组的运行过程中, 随着时间的增加必然会有个别电池或部分电池因内阻变大呈退行性老化现象。整组电池的容量是以状态最差的那一块电池的容量值为准的, 而不是以平均值 (初始值) 为准。当电池的实际容量下降到其本身额定容量的90%以下时, 电池便进入衰退期;当电池容量下降到原来的80%以下时, 电池便进入急剧衰退状态, 衰退期很短, 这时的电池组存在着极大的事故隐患。 整组电池充电的特性是, 如电池组内有一个或几个内阻变大的老化电池, 其容量必然变小, 充电器给电池组充电时, 老化电池因容量小, 将很快充满。充电器会误以为整组电池已充满而转为浮充状态, 以恒定电压和小电流给电池组充电。其余状态良好的电池不可能充满。电池组将以老化电池的容量为标准进行充放电, 经多次浮充-放电-均充-放电-浮充的恶性循环, 容量不断下降, 电池后备时间缩短。 所以, 如不定时检测, 找出老化电池给予调整, 电池组的容量将变小, 电池寿命缩短, 影响系统的高效安全运行。实践证明, 对蓄电池的定期检测和在线监测是非常重要和必须的。 3我单位建立的蓄电池在线监测管理系统 蓄电池在线监测管理是针对测量电池的运行条件和检测电池本身的状况而设计的, 电池监测主要有如下三种方法: (1) 整组监测, (2) 单电池电压监测, (3) 电池内阻监测与在线监测。现如今国内外对电池监测的研究已经成为电池应用领域的研究焦点, 无论是国内还是国外的研究, 关于温度和电流的测量都属常规测量, 而且在这些方面的测量技术都已成熟。国内电池在线监测的研究成果也在追赶着国际先进经验和先进技术。 我单位采用的KOKII BM7500蓄电池监测管理系统可以说是一款国内的成功之作。该系统是针对12V单体电池组成的600V系统中的蓄电池组而设计开发的。单台设备最大可监测40只电池, 能够准确报告电池工作异常和落后电池, 提供维护分析数据。KOKII BM7500蓄电池监测管理系统可以对电池进行24小时不间断检测电压、内阻、温度, 可应用于政府、电信、金融、证券、保险、电力、广播电视、交通运输、制造、军队、教育、科研、公共设施等借助蓄电池提供高可靠电能保障的行业领域, 适用于通信电源系统、电力操作电源系统和UPS电源系统。 该系统主要是通过模块化的一体机BM7500将电压测试与内阻测试功能合一, 并且由主控芯片控制工作和对外的通讯, 采样部分采用高精度、高时效的电子开关电路, 实现精确的测量。通过RS485与上位机连接实现数据的远程监控, 使用Battery Analyzer软件, 可以有效地管理和分析数据。 上位机软件分为Battery DAS和Battery Analyzer两部分。Battery DAS负责读取下位机的实时数据, 并将数据通过Modbus TCP传输给Battery Analyzer;Battery Analyzer读取Battery DAS采集到的数据, 对数据进行显示、分析、存储、查询等操作。 用户可通过Battery Analyzer管理下位机设备采集到的数据, 负责数据的显示、分析、存储和历史查询, 主界面分三个视图:地图视图、实时数据视图和历史查询视图。实时数据视图如图1所示。 实时数据视图以列表和柱状图的方式显示实时采集到的数据, 并生成报警信息。 历史查询视图从数据库中查询存储的历史数据, 视图界面如图2所示。 历史查询视图左侧上部为查询选项区, 输入查询条件, 点击查询按钮即可进行查询;左侧下半部为显示选项区, 对于查询结果, 比如组数据查询结果, 可选择折线图中显示的为组电压、组电流或者平均内阻等;右侧上半部分为查询结果列表显示区, 下半部分为折线图显示区域。 通过该系统可以实时监测单体电池的电压, 实时监测单体电池的内阻, 实时监测电池组的电压, 实时监测电池组工作环境温度, 可对电池组浮充电压高/低报警, 可对电池组深度放电报警, 可对电池组过放电报警, 可对单电池浮充电压失常报警, 可对单电池内阻异常报警, 单电池过放电报警, 可对单电池开路报警, 可对单电池短路报警。 我单位在使用中成功地用该蓄电池在线监测系统发现了第8电池组中的第30只电池内阻异常问题, 如图3所示。同时也可发现此电池的电压值最低, 如图4所示。 此电池的状态已经属于严重老化或失效, 它会造成整组电池的容量降低, 放电时间缩短, 寿命减小, 应尽快更换。 这款系统能够协助我们对UPS设备的大量蓄电池进行集中监控和检测, 成功解决了在电池组维护中的空白, 改变了我们只能定期检测, 被动维护的局面。同时我们也可以通过此系统的管理功能查询历史记录, 分析放电记录的数据, 研究电池组和单只电池的使用情况, 可以主动地发现或预知电池组的整体性能, 提前准备和处置, 从而保障UPS设备能量存储的可靠性, 避免类似某站出现的由于蓄电池失效导致放电时间缩减的危险处境, 保证电源系统的高可靠性。 4蓄电池在线监测系统改变了蓄电池的维护方式 传统的蓄电池维护是依据其内部结构和特点, 结合本身的充放电特性而做出的标准和规定, 不同的行业和领域也有不同的要求, 总体上应该有以下几个方面。 (1) 阀控蓄电池在运行中电压偏差值及放电终止电压值应符合表1的规定。 (2) 在巡视中应检查蓄电池的单体电压值, 连接片有无松动和腐蚀现象, 壳体有无渗漏和变形, 极柱与安全阀周围是否有酸雾溢出, 绝缘电阻是否下降, 蓄电池温度是否过高等。 (3) 备用搁置的阀控蓄电池, 每3个月进行一次补充充电。 (4) 阀控蓄电池的温度补偿系数受环境温度影响, 基准温度为25℃时, 温度下降, 单体阀控蓄电池浮充电压值应提高。 (5) 根据现场实际情况, 应定期对阀控蓄电池组作外壳清洁工作。 在对运行中的蓄电池做相应维护时, 往往是要退出运行后, 才能用仪器进行测量, 这既不精确, 又不能时刻保持监测。我单位建立了蓄电池在线监测系统后, 可以很轻松地对电池和电池组进行电压的实时测量, 也可以轻松地对单一电池测量内阻, 实时掌握电池和电池组的运行状态, 方便我们找到整组电池中最弱的单只电池, 从容地发现问题和隐患。 5总结 我单位建立的UPS蓄电池在线监测管理系统为保证电源系统的稳定可靠, 推进电力设备的状态维护工作, 加强对UPS蓄电池的在线监测提供了有力的手段, 同时也要求我们要对监测数据定期进行分析和记录, 在传统的维护工作中有效地提升工作效率和质量。 参考文献 [1]UPS供电系统应用手册.北京, 电子工业出版社, 2001. [2]UPS蓄电池维护现状和放电容量测试.山东气象, 2001. [3]蓄电池在线监测系统的设计与实现.电工技术杂志, 2001. [4]阀控式铅酸蓄电池在线监测及应用研究.重庆大学电气工程学院, 2004. UPS蓄电池论文 第2篇 一、方案简介 陕西某银行前期已经建设动力环境监控系统，对前期的UPS设备已经做了监控接入。本次需接入蓄电池单体，需做到蓄电池充放电电流、单体电压、电池组表面温度、电池单体内阻等性能监控。由于前期已有监控管理平台，因此本次只需要考虑增加采集器和蓄电池监控仪即可。 现场组网示意图如下：（红色虚线内为本次新增设备） 根据现场16组*40节*12V的实际情况，每蓄电池监测仪最多可监测24节电池单体，因此每电池组需配置2台蓄电池监测仪，共配置32台。 二、产品描述 BMM-S2121（220VAC供电）： 1）产品功能  在线自动检测每节蓄电池电压、蓄电池组端电压、充放电电流和温度等；  在线自动定期（周期可设）测试蓄电池内阻；  实时报警功能，实现对电压、温度、内阻的超限报警；  现场报警，干节点输出闭合，可实现远端计算机报警并显示报警内容；  具有RS485通讯接口，可接入监控系统或现场采集单元，实现数据和告警信息上送，达到远程监控蓄电池组的目的；  采用模块化设计，安装、使用和维护方便，且模块间相互隔离、可靠性高； 2）技术参数 输入电源： AC/DC220V±15％ 模块规格： 24节型 电压检测范围： 8.5～18V(适用于12V电池)电压检测精度： ±0.2% 内阻测量范围： 0.05mΩ～100mΩ 内阻测量精度： ±（2.5%+25 μΩ）电流检测范围： 0～±2000A 电流检测精度： ±1% 温度测量精度： ± 0.5℃ 输入绝缘电阻： ≥10MΩ 500V 数据输出接口： RS485 现场显示方式： LED工作状态指示 现场报警方式： 一路接点输出，报警时节点闭合 现场控制方式： 一路接点输出 电池维护方式： 自动或远程控制（可设）尺寸及质量： 420×200×44(mm)重量： 3Kg 安装方式： 机架、壁挂 三、现场安装示意图 蓄电池监测仪现场可根据实际情况安装在电池架的顶部或侧面，如下图所示： 说明：考虑到内阻的监测，蓄电池监测仪不考虑在机房挂墙安装。 四、现场安装注意事项 1、为了保证施工人员和设备的安全，请将电池组从运行设备中脱离； 2、请注意电池极性和接线线序； 3、因内阻测试时会产生热量，安装时注意保持模块的通风良好； 浅谈UPS蓄电池的选择与维护 第3篇 关键词：UPS蓄电池,选择,维护 随着信息处理技术和通信技术的蓬勃发展, 对供电系统质量和可靠性的要求也越来越高。UPS电源主要是交流-直流-交流变换系统。当交流电中断时, 蓄电池的直流电立即经逆变转换为交流给负载供电, 以保证供电的连续性。而UPS系统中的蓄电池是重中之重, 它的选择与维护就变得非常重要。因此, UPS电池的选择与维护不仅关系到经济成本问题, 还直接影响UPS电源的安全稳定的运行。 1 UP S蓄电池的选择 1.1 UPS电源蓄电池容量的选择。 在UPS电源运行中, 如发生市电中断;蓄电池必须在用户所预期的时间内向逆变器提供足够的直流能源, 以便在带额定输出负载的情况下, 电池电压不致降到所允许的最低临界放电电压以下.蓄电池实际可供使用容量与放电电流大小、工作环境温度、存储时间长短等因素有密切的关系, 只有在充分考虑上述因素之后, 才能正确选择和确定蓄电池可供使用容量与标称容量的比率。 下面举例说明 根据最大放电电流确定蓄电池容量 当UPS规格型号、市电掉电后负载量和要求电池逆变维持的时间确定后, 就可计算蓄电池放电时间的最大放电电流和电池的选用容量。电池最大放电电流: 式中:P为UPS输出额定功率 (VA) ; COSφ为负载功率因数 (计算机类负载为0.7左右) ; η:UPS输出逆变器效率 (0.85~0.9) ; K:电池放电效率 (可取0.95) ; E为蓄电池组临界放电电压. 通常选用在规定的大放电率条件下的临界电压值, 12V电池临界电压为10V, 2V电池临界电压为1.67V, 如果电池后备时间较长, 电池实在小放电率情况下放电, 则12V电池临界电压为10.5V, 2V电池临界电压为1.75V。再根据用户所确定的蓄电池组的后备供电时间, 就可从蓄电池厂家提供的所选用的电池规格型号的放电曲线查出电池组的放电率, 可用公式: 放电率=电池组的实际最大放电电流/电池组的标称容量 得出应该配置的电池的容量 (AH) 。 例如:对于1台输出功率为100KVA的UPS, 要求电池后备时间为20min, 若UPS逆变器的工作电压是384V x 2 (半桥电路) , 蓄电池由两组32块12V的电池组串联组成, 如果把单块电池临界放电电压定为10V, 两组32块电池组的临界放电电压为320 X 2, 假定负载功率因数为0.8, 逆变器效率为0.9, 电池放电效率为0.95, 于是最大放电电流为: 在要求电池后备时间为20min时, 放电率为1.5C左右, 于是电池选用容量应为100AH, 这里得到的是计算值, 具体选用时应选用厂家提供的电池规格中接近100AH的电池。 1.2 蓄电池寿命的选择。 蓄电池的寿命有两项衡量指标, 一是浮充寿命;二是80%深度循环充放电次数。通常, 工程技术人员仅注重前者, 而忽略了后者。80%深度循环充放电次数代表着蓄电池实际可以使用的次数, 在经常停电的情况下, 当蓄电池的实际使用次数已经超过规定的循环充放电次数时, 尽管实际使用时间还没达到标定的浮充寿命, 但蓄电池其实已经失效, 如果不能及时发现则会带来较大的事故隐患。所以, 在选择蓄电池时, 后者指标就尤为重要。由于实际环境温度、电池充电电压、使用维护等众多因素, 造成蓄电池的实际使用寿命往往只有标定浮充寿命的50%~80%, 因此在选择UPS蓄电池时, 应考虑足够的浮充寿命余量。 1.3 单个蓄电池电压的选择。 UPS蓄电池按单节电压分主要有12V/节和2V/节等不同形式。从经济方面来看, UPS正常工作电压一定, 选用的单节电压越高, 电池组所用的串联电池数量越少, 配套电池组的价格也越便宜。但从安全性方面来看, 选用的单节电压越低, 整个系统越安全。如果12V/节的电池坏了一节, 整个蓄电池后备系统就少了12V, UPS主机就有可能开启低压报警功能使整个UPS系统不能正常工作。所以在选用12V/节蓄电池时, 多采用多组并联来达到UPS系统要求, 万一有一组出问题, 还有其它组的电池可运行。 1.4 蓄电池性能均一性。 工程中通常采用小容量电池多组并联来达到UPS要求的较大蓄电池容量, 如果采用性能均一性较差的电池多组并联, 性能差、电压低的电池组就会将性能好的蓄电池组拖垮, 导致整套UPS蓄电池系统提前失效。目前信息产业部YD/T 799———1996标准要求为:25℃时整组蓄电池2V单元浮充电压差不大于±50m V, 开路电压差不大于±20m V;电力部DL/T637———1997标准要求是:25℃时, 如电池系统采用2V/节电池, 开路电压最高的一节与最低的一节差异不超过30m V, 12V/节电池则不超过60m V。一般蓄电池并联组数不应超过4组, 在选择蓄电池时, 应该在性能均一性方面提出要求。当确定了蓄电池型号之后, 在一套UPS系统中最好要求厂家提供同一批次的蓄电池产品, 以减小性能方面的差异。 2 UP S蓄电池日常维护中应注意的问题 2.1 新电池的初充电。 新的蓄电池在安装完毕后, 一般要进行一次较长时间的充电, 充电电源要按照说明书中的规定进行充电, 待电池组充电完毕后, 进行一次放电, 放电后再次充电, 目的是延长电池的使用寿命, 提高电池的活性和充放电特性。 2.2 定期充放电。 UPS电源内部的蓄电池长期闲置不用或使蓄电池长期处在浮充状态而不放电, 会导致电池中大量的硫酸铅吸附到电池的阴极表面, 形成所谓的电池阴极板的“硫酸盐化”, 电池的内阻变大, 电池的可充放电性能越差, 从而导致电池“老化”、“活性”下降, 使蓄电池的使用寿命大大缩短。应该每隔3~4个月, 人为让UPS中的蓄电池放电进行“激活”操作。 2.3 严禁深度放电。 密封免维护蓄电池的使用寿命与蓄电池的放电深度密切相关。深度放电会造成蓄电池内部极板表面硫酸盐化, 导致蓄电池的内阻增大, 严重时会使个别电池出现“反极”现象和电池的永久性损坏。 2.4 尽量避免过电流充电。 过流充电易造成电池内部的正负极板弯曲, 使极板表面的活性物质脱落, 造成电池可供使用容量下降, 严重的会造成电池内部极板短路而损坏。 2.5 尽量避免蓄电池过压充电。 过压充电往往会造成蓄电池电解液所含的水被电解分离成氢气和氧气而逸出, 从而使电池使用寿命缩短。 2.6 蓄电池的使用环境。 电池的使用寿命与环境温度密切相关, 较低温度将失去蓄电性能。温度过高时, 将使电池的容量下降, 严重的会造成永久性损坏。根据电池生产厂家的技术规范, 电池的最佳使用温度是20~25℃, 在该温度范围使用, 可延长电池的使用寿命。 结束语 UPS的使用将会越来越广泛, UPS蓄电池的正确选择与维护直接关系到UPS系统工作的稳定性, 因此我们要高度重视蓄电池的选择与维护工作。 参考文献 [1]李秉义.浅谈UPS电源的使用和维护[J].内蒙古广播与电视技术, 2000 (1) . [2]陈盛珙.UPS的应用及注意事项[J].广播电视传输与发射技术, 2002 (3) [3]李菁.UPS蓄电池的选择[J].通信电源技术, 2002 (6) . UPS蓄电池论文 第4篇 目前，中小型UPS电源中广泛使用的免维护密封铅酸蓄电池，占据UPS电源总成本的1/4~1/2之多，不仅如此，实际维修也表明，约有50%以上的UPS电源故障与UPS蓄电池有关。UPS蓄电池的失效主要表现为端电压不够、容量不足或瞬间放电电流不满足带载启动要求等。 UPS与电池性能监测系统是采用厂家提供的通讯协议和智能通讯接口，实时监视UPS的工作状态与参数。一般情况下都需要对国内外知名UPS产品的系统兼容，如先控、美EXIDE、力博特、APC、伊顿、沈松、艾默生等产品。 UPS与电池性能系统通过由UPS厂家提供的通讯协议及智能通讯接口，对UPS进行监控，对UPS内部整流器、逆变器、电池、旁路、负载等各部件的运行状态进行实时监视，一旦有部件发生故障，系统会自动报警。并且实时监视UPS的各种电压、电流、频率、功率等参数，并有直观的图形界面显示。 UPS自带RS232(或者485、snmp等)通讯接口。通过RS232／RS485转换后可将信号远距离传输。监控主机可全面诊断UPS状况，监视UPS的各种参数。一旦UPS报警，将自动切换到相关画面。越限参数将变色，并伴随有报警声音，有相应的处理提示。可根据用户需要设置电话语音或短信通知。对于重要的参数，可作曲线记录，可查询一年内的曲线，并可显示选定某天的最大值，最小值，使管理人员对UPS的状况有全面的了解。 监控设备的通讯协议及通讯板由厂家提供，最终监测的内容和控制的项目与该型号通讯协议规定的内容有关。 电池部分 在一个UPS不间断电源系统中，可以说蓄电池是这个系统的支柱，没有电池的UPS只能称作稳压稳频（CVCF）电源。UPS所以能够实现不间断供电，就是因为有了蓄电池，在市电异常时，逆变器直接将蓄电池的化学能变成交流电能输送出去，使用电设备得以连续运行下去。 目前，中小型UPS电源中广泛使用的免维护密封铅酸蓄电池，占据UPS电源总成本的1/4~1/2之多，不仅如此，实际维修也表明，约有50%以上的UPS电源故障与UPS蓄电池有关。UPS蓄电池的失效主要表现为端电压不够、容量不足或瞬间放电电流不满足带载启动要求等。 一般正常使用的UPS，其电池寿命在5年左右，但目前国内有相当部分UPS电池在投入使用不到1年就开始出现问题，更有甚者，有些进口品牌的国产电池刚买来就失效的情况也并不罕见，这一方面是由于蓄电池在制造工艺上存在先天的缺陷，另一方面是由于后天缺乏必要维护造成。值得注意的是许多使用单位由于缺乏必要的测试维护手段，根本不清楚自己系统UPS蓄电池的健康状况，为UPS系统正常工作留下隐患。 UPS蓄电池的维护与一般低压系统蓄电池的维护类似，当引进新电池时，要求工程验收，进行深度放电；当新电池投入使用后，要求保持适宜的电池工作环境温度，要求定期测量各电池端电压，当各电池压差过大时，要进行均充，要求定期对电池进行试探性容量试验或深度放电，以便检查电池组的性能优劣以及保持电池的活性。 在实际运用中，由于各种条件的限制，UPS蓄电池的维护很少有人完全按照上面所述进行，在国内有95%以上的UPS电池缺乏必要的维护，这为UPS供电故障埋下隐患；由于一般UPS电池是装在柜子里，测量、脱离都不方便；现下98%以上的UPS电池没有安装监控设备，广大维护人员所能进行的只有每隔一段时间，关闭市电让UPS电池对实际系统放电一段时间，充其量只是让电池组活化一下，以保持电池的活性，而对于电池的性能优劣及各节电池的剩余容量等重要数据还是无从知晓。 如果不能妥善地管理使用蓄电池组，例如过充电、过放电及电池老化等现象都会导致电池损坏或电池容量急剧下降（即使只有一节电池性能恶化，也会严重影响整组电池的性能），从而影响设备的正常供电。因此，及时可靠的对电池组进行巡回检测对于维护通信系统设备的正常运转具有十分重要的意义。 UPS蓄电池论文 第5篇 1 UPS蓄电池 1.1 UPS蓄电池的基本参数 开路电压:通常我们常称蓄电池在开路状态下正负两级的端电压为开路电压,其一般小于蓄电池的电动势,但是由于电极电位都是趋于稳定的,因此,我们都视为近似相等。 充电电压:一般而言,充电电压是由蓄电池的充电方式决定的,方式不同电压就会有所不同。 放电终止电压:蓄电池在一定的放电条件之下,依据不同的电池类别或者是不同大小的放电电流,规定放电终止时的负载电压。通常,大电流放电规定较低的终止电压,反之亦然。 内阻:蓄电池在工作时,蓄电池的内部,电流流过受到的阻力称为蓄电池的内阻。其主要影响参数包括温度、电解液浓度等等。 放电率:将充足电的蓄电池,经过放电从而达到规定终止电压的快慢称为放电率。放电率又称为安培率和小时率,安培率是按照放电电流的大小来命名;小时率是按照放电到终止电压的时间长短来命名。蓄电池的容量会根据放电率的大小而有所不同。 1.2 UPS蓄电池的特性 充电特性:给蓄电池充电的时候,不能盲目充电,由于各厂家生产的蓄电池可能功能要求有所差异,从而它的充电电压以及电流会不同,因此,需要仔细阅读使用说明选择适合的,以免造成蓄电池的使用寿命缩短。 放点特性:蓄电池的放电特性与极化体的物质成分以及离子扩散等因素有关,放电电流的大小决定着电池电压的稳定的持续性,放电电流越小,电压稳定时间越长,反之亦然。但是我们不可以让电池一直处于放电状态,当电压已经达到终止电压以下时,若依然维持放电,就会对蓄电池造成损害,减短寿命。与此同时,其放电电流大小还决定着蓄电池实际能够释放多少容量。其放电电流越大,蓄电池实际能够释放的容量就会越小,反之亦然。 温度特性:蓄电池实际能够释放的容量同时还与温度因素密不可分。如果温度变低,实际蓄电池能够释放的容量就会越来越小,换言之,蓄电池的使用效率越来越低。 2 影响UPS蓄电池寿命的主要因素分析 2.1 滥用快速脉冲充电法 快速充电法在充电时间上相对于其他方法存在很大的优势,但是这种方法会使得同等条件下,加强了极板活性物质的冲刷能力,从而极易造成活性物质的脱落,对极板的寿命有着直接的影响。不能使用快速脉冲充电法充电的蓄电池包括:每个单格电解液密度不均匀的蓄电池;没有经过使用的新的蓄电池;极板硫化的蓄电池;充电时电解液温度超过50℃的蓄电池。 2.2 过放电 过放电时,特别是由于放电过程中,电池的硫酸量很少,又以较大电流过放电容易产生大量的热量,导致硫酸浓度太低,大幅度增加了PbS04溶解度。这种情况下,一种粗大坚硬的PbS04晶体很容易会被吸附在极板表面,这种物质是一种绝缘体,很难溶解,即“不可逆硫酸盐化”,一定会或多或少对蓄电池的充放电的性能造成影响,严重时,会造成电池寿命的终止。 2.3 过充电 电池充电达到充满状态时就不需要再充电,否则就是我们所说的过充电。此时,电解液中的水会被分解,极板表面的活性物质将被冲掉,与此同时,过度充电还会造成电瓶过热,因此会导致正极板材料发生化学反应,也就是我们常说的产生析氧反应,引起极板变形。除此之外,冒气时,很小的电解液微粒也会随之喷出,造成一定的腐蚀危害,短路也会发生,造成漏电的后果。而且,该过程水损耗加剧,可能引发蓄电池产生干涸的危险,一般情况下,过充电会使得蓄电池减少一到两年的使用寿命。 2.4 温度 通常,温度过高或者过低都会在一定程度上造成蓄电池寿命的影响。如果温度过高,会造成极板栅架容易变形导致活性物质脱落。如果温度温,低密度的电解液易结成冰,会导致电瓶壳破裂。 3 UPS蓄电池的管理及维护 3.1 避免额疲劳效应 由于UPS的蓄电池长期充放电造成的额疲劳效应,导致UPS不能正常工作的故障情况。在某通信电力机房中曾出现过这样一次故障,在没有接通市电的情况下,开机后UPS没有任何反应;但在接通市电后,UPS控制面板中的红色指示灯不停地闪烁着,不过亮度没有达到正常的状态。用万用表检查测试时发现UPS有交流电源输出,输出电压很低而且数值不稳定;用正常的方式充电后,这种现象还是不能消除。经过一系列的检查,初步判定是由于蓄电池电压太低使得UPS的逆变器不能正常工作。在实验的基础上得出此故障是UPS过度的充放电所致,因此,需要我们正确使用蓄电池,保证其稳定运行。 3.2 保持适宜的工作环境温度 环境温度严重影响蓄电池的寿命。生产厂家要求的最佳环境温度为20～25℃之间。温度过高会导致电池内部化学活性增强,据测定,温度一旦超过25℃后,温度每升高10℃,电池的寿命就将要缩短一半。 3.3 定期检查蓄电池 3.3.1 外观和状态 更换有裂纹以及漏液的蓄电池;清洁连接螺栓和连接条的氧化物,并涂以凡士林或者黄油;检查螺栓的使用情况,紧固松动的螺栓,保持蓄电池连接良好。 3.3.2 内阻和端电压 浮充运行的蓄电池组,蓄电池单体间电压偏差较大或者单体蓄电池端电压低于13.0V的电池,需要进行单独活化处理。 3.4 应及时更换废/坏蓄电池 目前通信动力机房中UPS电源配备蓄电池的数量,从3～50只不等,这些电池通过电路连接构成电池组,以满足UPS直流供电的需要。当电池组中出现某些电池损坏时,维护人员应及时对电池组进行排查,找到问题电池并更换同厂家同型号的新电池,禁止不同规格的电池混合使用。 4 结语 UPS蓄电池是保证通信设备安全运行的最重要元素之一,它的质量好坏是我们当前现代通信技术发展关注的焦点,因此,需要我们平时做好相应的管理和维护,通过对UPS蓄电池的预检预修,尽最大可能将隐患消除于萌芽状态,通过客观分析以及大量的实验研究,以此确保UPS高效、高质、稳定、安全的运行,从而在一定程度上有效的减少通信设备的安全隐、患问题。 参考文献 [1]傅仁毅,苏永松,李勇胜.高校网络中心机房UPS系统的建设和管理[J].数字技术与应用,2011(4):79-80. UPS蓄电池论文 第6篇 UPS (Uninterruptible Power Supply) , 即不间断电源系统, 它是一种含有蓄能装置 (蓄电池) , 以逆变器为主要组成部分的恒压、恒频的电源设备。它主要用于计算机、计算机网络系统或其它电力电子设备提供不间断的电力。当市电输入正常时, UPS将市电整流通过逆变器或直接稳压后供给负载使用, 此时的UPS就相当于一台交流稳压器, 同时还可向机内的蓄电池充电。当市电发生中断或异常时, UPS立即将电池的电能通过逆变, 转换为交流电向负载继续供电, 使负载维持正常的工作, 并保护负载的软硬件不受损坏[1,2]。本文主要分析了UPS蓄电池充电电路相关问题。 2 蓄电池充电电路及电池极性保护 2.1 一般情况 蓄电池是UPS系统的一个重要组要组成部分, 它的优劣直接关系到整个UPS系统的可靠性, 但是蓄电池又是UPS系统中最容易出故障的一种器件。如果我们能够正确使用和维护, 就能够延长其使用寿命, 以及减少出故障的次数。目前我们在UPS中使用的蓄电池是作为储存电能的一种装置。UPS中的蓄电池基本能量流程是电能-化学能-电能。也就是说蓄电池共用直流电源时其充电, 将电能转化为化学能并储存起来。当市电供应中断时, UPS就依靠存储在蓄电池中的电能维持其逆变器的正常工作。在这个过程中, 可以这样说, UPS无论怎样好和复杂, 其性能最后还是取决于蓄电池, 只要蓄电池失效, UPS也就失去了它不间断供电的优越性, UPS一般要输出220V交流电带动较大功率的用电设备。因而蓄电池在有限个数串并联的情况下, 要输出较大电流的技术指标。 (1) 蓄电池的容量。蓄电池在一定放电条件下所能给出的电量称为蓄电池容量, 单位为AH, 比方德国阳光A406/165型蓄电池的额定电压为6V, 额定容量是165Ah/h, 即以165A大小的电流放电, 可释放1h (小时) 。 (2) 开路电压。蓄电池在开路状态下的端电压称之为开路电压, 蓄电池的开路电压等于蓄电池在断路时 (没有电流通过两极时) , 正极电位与负极电位之差。 (3) 内阻。内阻是指电流通过蓄电池的内部时受到的阻力。它包括欧姆内阻R, 和极化内阻Rj。由于内阻的存在, 蓄电池的工作电压总是小于蓄电池的开路电压或电动势, 蓄电池内阻不是一个常数, 它在充放电过程中随时间而变。质量好的蓄电池和质量差的蓄电池其内阻差别很大, 质量好的蓄电池之所以能持续大电流放电, 就是因为其内阻很小。相反, 内阻较大的在大电流放电时, 端电压下降很快, 达不到所要求的放电时间, 放电就基本完了。 (4) 放电电压。蓄电池的放电电压又称它的工作电压或负荷电压, 是指蓄电池在放电时其两端的电压。放电终止电压是蓄电池放电时, 电压下降到不能再继续放电的最低工作电压。一般规定固定型免维护蓄电池10小时率放电时单体蓄电池放电的终止电压为1.8V (相对于单体2V蓄电池来说的) 。 (5) 充电电压。它是指蓄电池在充电时外电压加在其两端电压。 (6) 浮充电压。蓄电池要求UPS充电器应有稳定而精确的浮充电压值。浮充电压值高意味着储能量大, 质量差的, 其浮充电压值较小, 如果人为的提高浮充电压对蓄电池是有害无益的。 (7) 自放电。自放电是指蓄电池在开路搁置时自动放电的现象。显然自放电是蓄电池将直接减少蓄电池可输出的电量, 使蓄电池容量降低。 2.2 蓄电池的充放电 蓄电池具有自放电效应。从生产制造车间到用户使用, 其电能容量大约可以有几个月的时间。以日本Panasonic蓄电池的残存容量为例。在30℃的环境温度下储存8个月的时间, 蓄电池的残存容量仅为出厂时的一半。因此对于新购买的UPS配套的蓄电池, 一般要进行一次较长时间的充电 (称初充电) 。目前在UPS中采用浮充的办法, 所谓浮充是与整流器的输出并联运行的方式, 且同时向负载供电。在UPS系统中整流器在这个时候提供的电流一路给负载 (逆变器) , 一路送给蓄电池 (也以补充蓄电池自身内部的损耗) 。浮充充电的工作方式简单, 充电电压一般是在环境温度250C下, 按照厂家规定电压的上限值进行。 (1) 充电电压。 由于UPS系统的蓄电池是属于备用的工作方式, 市电正常时处于充电状态。只有在市电异常时才会放电, 为延长蓄电池的使用寿命, UPS的充电器一般采用1恒压限流控制的方式, 蓄电池充满后即转为浮充状态。对于端电压为12V的蓄电池, 正常的浮充电压在13.5~13.8V浮充电压过低, 蓄电池充不满;浮充电压过高, 会造成过压的充电, 如超过14V, 过压充电对蓄电池的电解液所含的水分被电解成H2O和O2而逸出, 使电解液浓度加大, 导致蓄电池寿命缩短或烧坏。 (2) 充电电流 蓄电池充、放电电流以C表示, C的实际值与蓄电池容量有关。例如100AH的蓄电池, C为100 A。松下铅酸免维护蓄电池的最佳充电电流为0.1C左右;充电电流决不能大于0.3C, 充电电流过大或过小都会影响蓄电池的使用寿命。放电电流一般要求为0.05C-3 C, UPS在正常时使用时都能满足此要求。在我们实践中, 充电电流设计值一般为0.1C, 如果超过0.3C我们认为它是过流充电了。 (3) 温度补偿 尽管蓄电池的使用工作温度都定在15℃~+45℃范围内, 但是蓄电池的最佳环境温度为25℃左右, 温度变化较大, 就必须考虑温度的补偿。 2.3 蓄电池的充电电路和电池极性的保护电路 当我们了解了蓄电池的一些特性及相关的情况后, 我们就可以开始设计或选用一些比较简单的和实用的充电电路, 图1是这个电路的工作原理图充电电路。 (1) 充电电路 图中, 当正常工作时, 变压器T1的次级得到27V交流电乐, 经过FW整流, 滤波后得到一个约40V的直流电压送入式三端稳压块LM317, 脚2输出+27V的稳定的直流电压, 又经二极管VD1及开关S向蓄电池充电, 同时经晶体管VT21、VT22、VT23组成的复合稳压电路输出电压+24V的Vcc, Vcc再经集成稳压块7812输出+12V作为辅助电源供其它控制电路的电源使用。 如图1所示, 在正常时, 来自逆变器其输出为低电位时, VT20截止, LM317输出直流+27V电压经二极管VDI及开关S向蓄电池充电。若UPS系统的输入, 火线、零线未接反, 逆变器输出供电不空载时, 则三极管VT21截止, 管于VT21和VT2 3饱和导通。这时LM317的输出电压经VD、VT23、l24加到7812上, 从脚3输出+12V的稳压电源。 当UPS工作在逆变器工作状态时 (即市电异常或停电) 三极管VT20导通, LM3工7脚2输出的电压要比电池电压{24V) 低, VD此时反向截止, 充电电路停止工作, 蓄电池经VT23向UPS电路供电。 当UPS系统, 火线与零线接反, 或逆变器UPS空载, 则二极管VD3, VD3出现高电平, 则VT21导通, 而VT22, VT23截止, 切断UPS辅助电源供电电路, 中断UPS的工作。 (2) 蓄电池极性保护电路 它由三极管VT7, VT8组成自激多谐振荡器, 而三极管VT2 8作为扬声器的驱动电路, 当蓄电池的正负极性连接正确时。电池的正极被连接到NPN型晶体管VT7和VT8的发射极, 而电池的负端被连接到稳压管VD9的负极, 整个电池极性控制电路处于截止状态, 电路不工作, 丝蓄电池的正负极性被人为地连接错误, 即电池的正端被连接到晶体管VT7, VT8的发射极, 二极管VD4将处于正向导通状态。这样, 24V电压经串联稳压管VD9降压后, 再经VD4被送到自缴多谐振荡器, 从而产生自激振荡, 电池极性指示发光, 并发响声报警, 操作人员立即纠错, 否则会因电池极性的接反导致控制元器件的损坏 3 结语 根据在实际工作中维护经验, 介绍了UPS内部的一些控制电路, 包括了蓄电池充电电路及其极性的保护电路。对于今后蓄电池维护工作具有一定借鉴意义。 摘要：UPS主要用于计算机、计算机网络系统、以及其它电力电子设备提供不间断的交流电力。本文分析了UPS蓄电池充电电路相关问题, 对于UPS电源设备的维护管理具有一定帮助。 关键词：UPS电源,设备维护,蓄电池,充电电路,电池极性保护 参考文献 [1]肖静静.通信设备UPS蓄电池的维护与保养[J].东南传播, 2008, (6) . UPS电池远程监测技术的研究 第7篇 关键词：UPS电池,模块化,远程监测系统 1引言 随着无人值守变电的推广及电力系统和自动化水平的不断提高,UPS电池的远程监测作为一种新的应用能源技术,被广泛的应用在工业、企业及商业领域,旨在解决电池组中单体电池性能优劣的判定问题[1]。 电池组是后备电源的重要组成部分,它可以提供稳定而持续的供电。因此,需对UPS电池充放电过程进行控制,并在线实时监测各单体电池在充放电过程中电压、电流和温度参数,以便及时找出损坏或性能显著降低的单体蓄电池,进而挑选出故障电池,减少突然断电等突发情况下事故的发生[2,3]。为实现以上功能,文章设计了U P S电池远程监测系统。 2系统设计需求分析 据IDC统计,全部电脑故障的45%是由电源问题引起的,人们使用电脑进行数据文件处理和工程编辑等实现的价值会大大超过一台崭新的PC机。像是以服务器为核心的网络中心,UPS电池成为必不可少的后备电源以保障精密网络设备和通信领域因外电突发间断而造成的不良影响。因此,配备UPS电源可以很好的防止数据丢失,同时,现有的UPS电池远程监测系统依赖高性能CPU作为主控制器,增加了设计成本,降低了性价比;此外,目前该系统的硬件监测电路设计较为繁琐,由于外因干扰,使数据不够精确,硬件系统不够稳定[4,5]。 针对以上问题,文章在硬件方面设计了精简的监测电路,减少能源浪费,并基于模块化思想完善整体结构,提高了稳定性,实现对电池组中单体电池性能的判定。 3远程监测技术总体结构设计 在市电中断的情况下,作为后备应用能源的UPS系统通过逆变电路将直流电转换为220V交流电给计算机及网络系统供电,保证计算机及网络系统能正常运转,避免了突发断电对企业、工厂带来的损害。同时,UPS系统能对市电有稳压作用,能在电网电压波动时稳定电压。更重要的是,远程监测技术结合上位机软件设计,由C P U控制的U P S可以在其电池电量耗尽以前,让电脑自动存盘关机。总体结构设计如图1所示。 4硬件结构设计 4.1可行性分析 当前,随着计算机网络通信技术的发展,使得自动化技术在“无人值守”领域得到显著改进[3,4]。经过多方调研,决定采用模块化设计方式,其优点在于可扩展性强,性价比高安全稳定,便于软硬件扩充,在突发情况下对故障电池的报警功能,实时采集数据,实现远程监控。 4.2结构设计 U P S电池监测系统由较高级的微处理器和必要的外围电路构成,收集各电池组中单体电池的当前状态参数:电压、电流和温度等,并将这些信息进行处理后由RS485进行通信传输。 UPS电池性能监测模块称为下位机,对下位机进行硬件设计,主要包括显示模块、控制模块以及监测数据采集模块三部分,如图2所示。 4.3功能设计 1．监测数据采集模块:实现了单一电池与其他电池、系统的隔离,绝缘强度高,能保证系统的安全可靠。用于UPS电池数据的巡检,内置CPU独立工作,配有电压检测电路、电流检测电路和温度检测电路,实现了常规电压、电流及温度的在线实时测量。 2．控制模块:作为UPS电池远程监测系统硬件设计的核心,这里采用MSP430单片机作为控制芯片实现对电池的监测功能,它能同时实现对数据的高速处理分析和保存查询。控制模块接收到来自电压采集模块的电压信号后,高速电子开关将快速读取每节单体电池的电压,进而输入12位A/D芯片,进行模数转换,再将输出的数字信号输入430单片机进行处理分析,最终显示在液晶面板上。当系统处在监测过程时,对单体电池电压、电流和温度进行常规巡检,对超出限值电压的电池予以提示报警。控制模块内置如R S 2 3 2、R S 4 8 5或M O D E M的通信接口,有多路A/D、D/A、P W M等I/O接口,能实现到远端计算机的数据传输,调整参数和接收指令,同时可以灵活的应用在相关直流信息的数据采集和控制系统中。 4.4 通讯模块设计 MSP430单片机的接口有两种工作模式:其一是异步通信模式;其二是同步通信模式。通过波特率发生器产生的同步信号来标识每位数据的位置,这是串行通讯的基础。在实验所需的电路设计中,另外需要一个MAX1480芯片,该芯片带有完整的光电隔离的RS485数据通讯接口,并且将二极管、转换器、光电耦合器等器件组装在单一2 8引脚双列直插封装内,形成最终的R S 4 8 5收发器。以半双工串行通讯模式为基础,MAX1480的逻辑侧工作电压从Vcc1到Vcc5皆为5V供电。在此,我们搭建的MSP430单片机的RS485通讯电路图(如图3所示)中,异或门芯片74AHC86的Vcc接3.3V,再将逻辑侧Vccl至Vcc3接5V,Vcc4、Vcc5接3.3V。因为Vcc4和Vcc5的工作电压不同于MAX1480B,所以需要调整部分元件的参数。 5软件结构设计 5.1 可行性分析 以正确性、可扩展性为设计原则,达到功能适用、操作方便、形象直观等要求,设计一个控制并管理监测系统的上位机软件,使整个后备电力系统安全稳定的运行,搭建人机交互平台,实现工作人员远程实时监测[6]。 5.2 上位机模块设计 系统上位机程序大体分为四个部分,在不同的功能模块中还包含小模块,更有效的完善了模块化的设计思想,使系统更富有逻辑和层次。UPS上位机软件结构设计如图4所示。 5.3 功能设计 1．控制模块:控制模块在上位机软件设计过程中依然占据主要的领导地位,它包含用户权限管理模块、系统通讯模块、数据监控模块以及异常处理、报警模块。当工作中的电池突发异常状况时,上位机可以对电池提示报警显示,并且可以及时停止该工作电池,维护了系统的稳定性,挑选出故障电池。 2．数据处理模块:该模块由许多子模块组成,包含记录模块、分析模块、储存模块、显示模块和生成报表模块。记录模块能暂存电视监测过程中的电压、电流和温度等实时信息,为下一步的分析做准备;分析模块将上传的数据进行对比分析,将实际值与标准值校对;储存模块将满足要求的数据存储起来以供日后使用;显示模块以曲线、图表为主将数据直观的显示出来;报表的生成模块基于Excel文档,将数据进行统计。 3．工步编辑模块:该模块具有整体工步编辑和工艺检查两个功能。在U P S电池远程监测系统的上位机软件设计中,工步编辑模块的逻辑功能十分强大,并且它能及时查询异常,然后进行处理。 4．电池分选、配组模块:在电池监测过程中,基于上传数据显示的电池实时性能参数,对整个电池组中的单体电池进行自动化智能分选,挑出故障电池,提高U P S电池组的一致性。 5.4 流程设计 在UPS电池远程监测技术的研究过程中,单片机作为主控CPU以从机的形式实现对电池组中单体电池的电压、电流和温度等性能参数的实时采集,通过八路巡检技术和中断相结合的方式,将采集的数据保存在特定的ROM中,当上位机发出通讯指令后,进入中断服务程序,上传实时数据,在保障实时性数据采集传输的同时,提高了单片机的工作效率[7],单片机软件设计流程如图5所示。 上位机在整个UPS电池远程监测系统中,像人的大脑一样完成控制指令的发送。当主控单片机接收到来自上位机的信号时开始对电池性能参数进行采集并上传,上位机实现对数据的汇总、分析、处理和保存,同时完成与LCD显示屏的通讯连接,将电池异常信息及故障出处及时显示,供操作人员观察电池组中单体电池的实际运行状态[8],上位机软件设计流程如图6所示。 6结束语 本文基于模块化思想,对UPS电池远程监测系统进行了总体设计,解决了目前实时监测所耗大量人力的现实问题,并且很好的对突发情况下的故障电池做出报警。实践证明,通过对相关硬件和软件的设计,结合R S 4 8 5通讯,能够实现对U P S电池组中单体电池的电压、电流和温度的监测,第一时间向操作人员传递故障信息,有效的降低了事故的发生,保障了用电系统的安全、稳定。此外,该系统扩展性强,可基于成组技术和云模块技术等,可扩展进行大范围远程监控。这样一来,可大幅度提高U P S电池远程监测技术的自动化水平。 参考文献 [1]江海.蓄电池智能在线监测系统的研究与设计[D].哈尔滨理工大学硕士论文,2007. [2]任卫东,李俊松,林晓东,UPS电源智能监控管理及实现[J],上海:上海应用技术学院学报,2008,7(1):28-32 [3]刘文杰.电池组故障诊断专家系统的研究与实现[D].湖南大学,2005. [4]KUTLUAY KORAY,CADIRCI YIGIT,A new online state-of-charge estimation and monitoring system for sealed lead-acid battery in telecommunication power supplies[C].Trans-actions on Industrial Electroni-cs.2005 [5]SATO.S.,KAWAMURA.A.A new estimation method of state of charge using terminal voltage and internal resistance for lead acid battery[C].In:Power Conversion Conference,2002.PCC Osaka 2002.(2):565~570 [6]舒新.蓄电池监测系统研究与开发[D].南京河海大学硕士学位论文,2007. [7]祁润田.智能网络UPS电源监控技术的研究[J].电源技术2009,33(7):606-607 [8]李锡红,吴建德,何湘宁.UP电池供电时的上位机监控软件设计[J],通信电源技术2003(2):34-36 [9]宋彦达.远程检测技术在故障诊断系统中的应用[J].信息技术.2014(3):179-181. 锂电池在UPS中的应用分析 第8篇 UPS是英文UninterruptedPowerSystem的缩写，中文名称是不间断电源系统。UPS是一种含有储能装置，以逆变器为主要组成部分的恒压、恒频的不间断电源。 UPS作用主要有二方面：一方面UPS是在市电发生故障时(停电或异常时)，提供一定能量的备用电力，确保机器、设备、仪器正常工作，不受损害;另一方面，在公共电网中存在着电源污染较为严重，比如电源过压、欠压、电压下陷、电压浪涌、电压瞬变、电压尖峰、频率偏移、谐波失真等。这些现象都会严重影响我们的工作和机器设备的正常运行。UPS可以提供高质量电力供应，改善或避免上述情况发生，提高工作效率，同时也延长了机器、设备、仪器的使用寿命。 2 UPS蓄电池 2.1 蓄电池在UPS中作用和重要性 UPS主要由整流器、蓄电池、逆变器和静态开关等几部分组成。蓄电池是UPS用来作为储存电能的装置，它由若干个电池串联而成，其容量大小决定了其维持放电(供电)的时间。其主要功能是：当市电正常时，将电能转换成化学能储存在电池内部;当市电故障时，将化学能转换成电能提供给逆变器或负载。 在一个不间断电源(UPS)系统中，可以说蓄电池是这个系统的支柱，没有蓄电池的UPS只能称为稳压稳频电源。UPS之所以能够实现不间断供电，就是因为有了蓄电池。UPS采用的蓄电池性能的好坏，是决定一款UPS性能优劣的重要因素。比如：1)市电异常时，UPS为用电设备提供备用电源使设备得以连续运行，这是UPS的两项主要功能之一，前面已经说了这一功能主要通过蓄电池来实现。而蓄电池容量的大小决定市电中断后，UPS所能为用电设备供电时间的长短，直接影响UPS备用工作时间。2)蓄电池的使用寿命越长，可以使UPS避免经常更换电池，既节约成本，也减轻用户维护的工作量。3)蓄电池的工作温度范围限制了UPS的使用温度，直接影响了UPS的环境适应能力。 2.2 目前UPS蓄电池发展状况 2.2.1 目前市场蓄电池介绍 目前市场上比较成熟的蓄电池有四种： 1)铅酸电池：铅酸电池始于1859年，是目前使用最广泛，技术最成熟的蓄电池。正极为格子状板，表面附着二氧化铅;负极为铅板，电解液主要成分为稀硫酸。其特点是自放电低、使用寿命长，并且价格便宜;缺点是能量密度比低、体积大、重量大、温度范围窄。 2)镍镉电池：镍铬电池是以镍氧化物为正极，镉金属为负极，使用碱性水溶液为电解液的制成的。镍镉电池较铅酸电池能量密度高、内电阻小、循环使用寿命长、使用温度范围高。但是镍铬电池具有记忆效应，如果电池电量没有用完就开始充电，下次再放电时就不能放出全部电量，而导致电池容量越来越小。由于镍铬电池具有镉污染，镍铬电池已逐渐被镍氢、锂电池所取代。 3)镍氢电池：镍氢电池于1990年被开发出来，采用镍氧化物为正极材料，负极为金属氢化物，电解液是氢氧化铈为主要成份的溶液。镍氢电池比镍镉电池具有更高的体积能量密度和质量能量密度，更长的循环寿命，缺点是工作电压低(只有1.2V)、电池高温特性差、电池自放电率高。 4)锂电池：锂电池是以锂离子与金属氧化物为正极，石墨或焦碳为负极，电解液使用溶解了锂的非质子性有机溶液，有锂离子在正极与负极间往来而产生电能。锂电池具有能量密度最高、温度范围宽、自放电率低、循环寿命长、适合长期浮充使用、可快速充放等优点，缺点是需要保护电路并且价格较高。 2.2.2 四种蓄电池在UPS上的应用 镍氢电池与镍镉电池由于本身的特点不适合于UPS的工作方式，所以不能作为UPS蓄电池使用，目前，比较适合UPS使用的蓄电池为铅酸电池和锂电池。 铅酸电池作为使用最久，技术最成熟的蓄电池，在UPS中被广泛使用，如国外的APCUPS、山特UPS、惠普UPS等;国内的四通UPS、威稳UPS、科士达UPS、爱克赛UPS、梅兰日兰UPS等都在使用铅酸电池作为其UPS的蓄电池。 锂电池是目前性能最好的蓄电池，它同铅酸电池比较，具有容量大、体积小、重量轻、温度范围宽、使用寿命长的特点。 由上表可见，锂电池比铅酸电池在性能上有很大的优越性，采用锂离子电池作为UPS的蓄电池，可以大幅提高UPS的工作温度范围、环境适应性、市电失电后的工作时长、蓄电池使用寿命;并降低UPS重量、体积，便于维护，控制相对简单，而且环保，也更适于UPS发展要求。 3 锂电池在UPS中应用实例 由于锂电池开发较晚、价格较高等原因在早期并没有被广泛使用。随着近年来我国锂电池产业的快速成长，锂电池应用越来越广泛。我国锂电池产业化始于1997年后期，走过了一条从引进学习到自主研发的产业化道路。进入2001年以后，随着深圳比亚迪、邦凯、比克、力神、环宇、光宇等锂离子电池企业的迅速崛起，中国的锂电池产业开始进入快速成长的阶段，产量年均增长超过140%。调查表明，仅2000-2003年，中国锂电池产业迅速成长，市场规模达到3200万片/月，占世界市场的29%。 随着锂电池产业的发展，制约锂电池广泛应用的技术和价格问题已经被解决，采用锂电池作为UPS蓄电池的条件已经成熟。目前，已经有厂商开发出锂蓄电池UPS，如：乐影UPS锂电池;北京飞亚视科技发展有限公司锂电池UPS系列;深圳华粤宝电池有限公司的SMART系列UPS锂电源等。 下面简单介绍一款由北京飞亚视科技发展有限公司开发的锂电池UPS。 这是一款采用锂电池作为UPS蓄电池的在线式小功率UPS。在线式UPS的逆变器始终处于工作状态，它的结构决定了其与市电输入的无关性，它的输入、输出的环节是独立控制的。因此对市电输入的适应能力强，尤其表现在对频率变化的适应能力。输出则是高质量的正弦波交流电源，频率和电压的稳定度、精确性非常高，同时整机在噪声抑制、浪涌保护等保护功能上都有大大的提高。 该系统由AC/DC、电池管理系统、锂电池、逆变器四部分组成。工作方式同铅酸电池UPS基本相同，不同的是该UPS采用了锂离子电池作为UPS的蓄电池，并配备了专门的电池管理系统以适应锂电池的需要。蓄电池采用16.8V、15.4Ah锂离子电池组，它是由28支三洋18650锂离子电芯按4串7并方式组合而成。 下面主要介绍一下它的电池管理系统，电池管理系统由电池保护板和充电管理板组成： 1)电池保护板：保护板采用了8254锂电池保护芯片，8254是目前市场上比较常用的保护芯片，其保护电路能够为3-4节串联锂电池组提供保护功能，防止电池在使用过程中出现过压、过流、过充电、过放电等不安全和损伤电池寿命的情况的发生，确保电池正常工作。电路图如下： 2)充电管理板：充电方式采用锂电池通用的恒流限压阶段充电法，充电方式是锂离子电池首先用1C或小于1C的充电速率进行恒流充电，一直充到其容量的70%～80%，然后改用恒压充电，恒压一般限定为每节4.2V。此电池管理系统得特点是结构简单，实现容易，造价低，满足锂电池充电基本需要。缺点是充电控制方法单一，功耗比较大。电路图如下： 4 结语 由于锂电池比铅酸电池在许多方面性能更优越，采用锂电池作为UPS的蓄电池，必然能够极大地提高UPS各项性能指标。目前，由于锂电池UPS还处于起步阶段，技术水平比起铅酸电池UPS还有一定的差距，但是随着锂电池应用越来越广泛、技术逐渐成熟，锂电池取代铅酸电池成为UPS蓄电池已经为期不远。