剖析電池的壽命與UPS的可靠性關(guān)聯(lián)

使UPS使用的是同樣的電池技術(shù)，不同廠家的電池壽命大不一樣， 這一點(diǎn)對(duì)用戶(hù)很重要，因?yàn)楦鼡Q電池的成本很高（UPS售價(jià)的30%）。 電池故障會(huì)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(duì)電池的自然老化過(guò)程有很大影響。詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明溫度每上升攝氏5度，電池壽命就下降10%，所以UPS的設(shè)計(jì)應(yīng)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(dòng)式UPS運(yùn)行時(shí)發(fā)熱量要大（ 所以前者要安裝風(fēng)扇），這也是后備式或在線互動(dòng)式UPS電池更換周期相對(duì)較長(zhǎng)的一個(gè)重要原因。APC UPS電池的溫度降到最低了，所以它能更好地滿(mǎn)足系統(tǒng)可靠性要求。

電池充電器設(shè)計(jì)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(duì)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(shí)上電池充電狀態(tài)的壽命比單純儲(chǔ)存狀態(tài)的壽命長(zhǎng)得多。因?yàn)殡姵爻潆娔苎泳忞姵氐淖匀焕匣^(guò)程，所以UPS無(wú)論運(yùn)行還是停機(jī)狀態(tài)都應(yīng)讓電池保持充電。

所有APC UPS無(wú)論運(yùn)行還是停機(jī)狀態(tài)電池都處在充電狀態(tài)，市場(chǎng)上的很多UPS沒(méi)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(fèi)， 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(gè)單個(gè)的“原電池”組成，每一個(gè)原電池電壓大約2伏， 原電池串聯(lián)起來(lái)就形成了電壓較高的電池，一個(gè)12伏的電池由6個(gè)原電池組成，24 伏的電池由12個(gè)原電池組成等等。UPS的電池充電時(shí)，每個(gè)串聯(lián)起來(lái)的原電池都被充電。 原電池性能稍微不同就會(huì)導(dǎo)致有些原電池充電電壓比別的原電池高，這部分電池就會(huì)提前老化。只要串聯(lián)起來(lái)的某一個(gè)原電池性能下降，則整個(gè)電池的性能就將同樣下降。試驗(yàn)證明電池壽命和串聯(lián)的原電池?cái)?shù)量有關(guān)，電池電壓越高，老化的就越快。

UPS容量一定時(shí)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能讓電池電壓最低，這樣UPS電池壽命就越長(zhǎng)，對(duì)于電池電壓一定時(shí)，應(yīng)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?yàn)槿萘恳欢〞r(shí)， 電壓越高，電流就越小，就可選用較細(xì)的導(dǎo)線和功率較小的半導(dǎo)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(jí)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(duì)延長(zhǎng)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(jià)高出兩倍！雖然這類(lèi)UPS設(shè)計(jì)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(zhǎng)UPS電池壽命， 應(yīng)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(mǎn)電的電池會(huì)吸收很小的充電器電流，它稱(chēng)為“浮”或“自放電”電流。盡管電池廠商如此推薦，有些UPS的設(shè)計(jì)（很多在線式） 使電池承受一些額外的小電流，稱(chēng)為紋波電流。紋波電流是當(dāng)電池連續(xù)地向逆變器供電時(shí)產(chǎn)生的，因?yàn)閾?jù)能量守恒原理，逆變器必須有輸入直流電才能產(chǎn)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(dòng)式或后備/鐵磁式UPS不會(huì)有紋波電流，其它設(shè)計(jì)的UPS會(huì)產(chǎn)生大小不等的紋波電流，這取決于具體的設(shè)計(jì)方法。只要檢查一下UPS的結(jié)構(gòu)圖就能知道該UPS能否產(chǎn)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(huì)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(kāi)，那么電池就不會(huì)有紋波電流。當(dāng)然這種設(shè)計(jì)的UPS不總是一直“在線”，所以這種UPS被稱(chēng)為“混合后備/在線式”UPS。

總結(jié)

電池是UPS系統(tǒng)中最不可靠的部分，但是UPS設(shè)計(jì)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(jī)）能延長(zhǎng)電池的壽命， 盡量避免選用電池電壓高的UPS。有的UPS設(shè)計(jì)會(huì)使電池產(chǎn)生紋波電流，造成電池不必要的過(guò)熱。大多數(shù)UPS使用的電池都差不多，但UPS設(shè)計(jì)不同會(huì)大大影響電池的壽命。

編輯：jq