通过这种合作和了解用户需要，

LEM 持续开发用于持续监测的“Sentinel”解决方案，

终于研制出最新一代产品

Sentinel III。Sentinel 能够测量电池电压、内部温度和内部阻抗，

其诊断测量水准可媲美高度复杂且昂贵的实验设备，但成本因素使其可用作持续监测方案。

为了开发

Sentinel，如图 1 所示，LEM 使用上述实验设备并选用众多的电池样品和

品牌，进行广泛的研发。在这个项目中，

Sentinel 运用和复制了电化学阻抗频谱分析法。在

解释高性价比的单芯片解决方案中如何复制这项先进技术之前，值得我们确切说明的是它
实现的诊断水准以及如何保护基于电池的

UPS 的完整性。

图

1   用于评估监测装置的测试设置 

3  老化问题 
这类系统大多采用铅酸电池技术，众所周知的技术缺陷是老化导致容量衰减，内阻升

高。不过，由于这项技术如此成熟，老化状况也广为人知，因而能够通过探测几种情况确定
老化状况。

容量降低是尤其普遍的影响之一，这基本是电池的使用模式造成的。在

UPS 内部，电

池以高电流放电，导致电极上生成大的晶体。可通过适当调节电池，部分地控制这种状况，
但事实证明在严重情况下这是不可逆的。这种情况也会生成小的晶体，称作

“树枝晶”，如果

没有探测到的话，可能会连在一起造成电池短路。

内部腐蚀使端子的薄片落到电极上，也可能造成短路。导致腐蚀的重要因素包括温度、

电压和局部酸液浓度，通常影响正极端子。这些老化效应都导致电池容量或电量损失，因此
任何一种诊断都必须能够鉴别它们，以便在灾难性故障发生之前采取适当行动。

以上效应导致电池容量或电量降低。任何一类诊断都应当以鉴别这些老化效应为目标。
在已进行的测试中，使用电化学阻抗谱（

RWTH 亚琛大学的 EISmeter 分析仪）进行

全谱测量，运用一系列的正弦波形测量电池，测得整个频谱的阻抗。通过傅立叶分析计算给
定频率的实际和假想的电压响应部分，得出测量结果。通过分析电压响应与励磁电流的幅角
及相角关系，获得复杂的阻抗结果。

对于

Sentinel 解决方案而言，这是不切实际的，因为做到这一点所需的处理能力会

使持续监测系统的任何解决方案失去商业可行性。因此，我们面临的挑战是开发这样一种方
法：只能使用一种频率进行测量，但能获得堪比

EISmeter 的结果。

4  趋势分析 
测量结果显示，用

EISmeter 和用 Sentinel 测得的两个数值非常一致。虽然使用

Sentinel 反馈的数值稍高，但这容易通过校准予以补偿。但是，基于电池诊断的目的，对