对电池

进行监测改善

UPS 的可靠性

对电池进行长期监测可使电池的寿命达到最长，确保无需过早更换电池组以及确保对
变质的电池进行早期检测从而在电池组没电之前进行更换等措施降低了电池失效的风
险以及节省了资金。尽管诸如

UPS 等关键的装置通常不是节省成本的第一目标，但是

用户将装置转变成长期在线监测非常重要，因为这样不仅能够削减成本，还能够增加
装置的可靠性。

　　在我们的工作和生活中，我们已经有很多方面依赖电子设备。从移动通信到数据中

心等多种设备都必须实现最短停机时间的运行，这使得电源供应的可靠性成为一个关键性
的问题。不间断电源

(UPS) 可在停电时提供备用电力，因此被广泛用于在电网停电时确保关

键的电子设备正常运行。

　　尽管可以应用其他的科学技术

(比如飞轮储能)，但是大多数的 UPS 还是采用各种

电池来存储能量。电池可提供相当数量的能量，几乎能够在瞬时间提供电力。如果

UPS 需要

可靠运行，最重要的是电池不仅要充满电，而且要状况良好。

　　电池的使用寿命有限。如果环境条件

(尤其温度)超出最适宜的范围，那么电池的使

用寿命会大大缩短。大多数设备内的电池一般会根据保修规定的固定间隔时间

(通常每 5 年)

定期更换。但是这种方法也有缺陷，那就是电池在预期环境条件范围之外使用时会很快没电，
而保养良好的电池使用寿命会更长。

　　现代的

UPS 要求提供更高的功率输出，因此需要很多电池。在大型电池组中，单

个电池失效会导致整组电池失效。大型和中型

UPS 会进行冗余，以便确保电池组失效不会

导致整个

UPS 失效。与此同时，UPS 会继续运行，输出的峰值电流会减小，系统采用 UPS

能够运行的时间会缩短。而且，失效电池还会对电池组中的其他电池组块产生影响，从而缩
短这些电池组块的使用寿命。

　　电池监测和保养代表了与运行

UPS 相关的一项重要成本。一般来说，工程师会定

期

(可能每个月)到现场巡查，对装置内电池的电气特性进行测量。工程师通常会测量电池的

电压，以鉴别电池是否超范围使用，如果超出范围则进行更换。输出电压未必是电池失效的
良好指标，因此在两次常规巡查之间电池可能会发生故障，工程师需要进行额外的巡查。

　　对电池进行在线监测一方面减少了工程师实际到现场检查每块电池状态的时间，

提高了现场巡查的效率，因此缩减了成本

;另一方面，在线监测还实现了预防性维护。通过

对可能的故障进行鉴别，工程师在常规巡查过程中即可以换出故障电池，从而确保装置运
行更可靠，工程师也无需再进行紧急巡查。

　　莱姆使用

Sentinel 电池监测系统对配有 800 kVA UPS 的广播设备中的电池进行测

量。图

1 给出了一组电池组中的几个电池的输出电压。在这个例子中，每个电池组具有 200

块单体电池，能够提供大约

440 V 的电压。电压变化很大，主要是由于电池条件配置不正确，

这一点将在后文进行讨论。

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