SUNNYWAY蓄電池SW12380三威技術系列

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電池通常稱之為膠體電池。UPS蓄電池在UPS電源設備中占有十分重要的地位.目前，中小型UPS電源中廣泛使用的免維護密封式鉛酸蓄電池，占據UPS電源總成本的1/4～1/2之多。不僅如此，實際維修也表明，約有50%以上的UPS電源故障與UPS蓄電池有關。無論作為UPS故障的起因還是結果，UPS蓄電池的失效都會直接表現為內阻增大、端電壓不夠、容量不足或瞬間放電電流不滿足帶載啟動要求等。因此，在使用和維修UPS電源時，正確認識UPS蓄電池、科學使用UPS蓄電池、掌握測試和挑選UPS蓄電池的方法就顯得尤其重要(為說明問題方便，UPS蓄電池簡稱為電池。)

一、UPS蓄電池的主要技術指標

在衡量UPS電池的指標中，電池的額定電壓和額定容量是兩個常用的技術指標。例如，日本湯淺NP6—12型蓄電池的額定電壓為12V，額定容量是6Ah/20h；德國陽光A406/165型蓄電池的額定電壓為6V，額定容量是165Ah/20h。

電池的容量是指充足電的電池放電到終止電壓時輸出的電量。在恒流放電的情況下，容量 Q=It? 式中 Q——電池放出的電量，Ah； ?

I——放電電流，A； ?

t——放電時間，h。

所謂終止電壓指電池低于這一規定的電壓時，電池就無法正常工作的電壓。換言之，電池在低于終止電壓的情況下繼續放電使用，可能會造成電池性損壞。電池的額定容量或標稱容量用字母C表示。例如，額定容量為6Ah的電池，C=6Ah；額定容量為24Ah的電池，C=24Ah。

容量的概念實質是電池能量轉化的表示方式。例如，考慮到電池的端電壓E=12V在實際使用時保持近乎不變的事實及輸出能量表達式W(t)=IVt=IEt，因此，6Ah從能量效果的角度，可理解為NP6—12型蓄電池在保持端電壓不變的情況下釋放能量，若以6A電流放電可釋放1h或以1A的電流放電6h。

二、放電制與放電速率

在研究電池時，常常規定統一的放電時間，稱為放電制。利用給出的放電制就能通過額定的容量求出放電電流。放電電流(A)=電池的額定容量(Ah)/放電制時間(h) ，為了對容量不同的電池進行比較，放電電流不用值(安培)表示，而用額定容量C與放電制時間的比來表示，稱作放電速率或放電倍率。20h制的放電速率就是C/20=0.05C，單位為A。

因此，上述NP6—12型電池的容量指標6Ah是在20h制的放電速率，即0.05C放電速率下測定的。對于NP6—12型電池，0.05C等于0.3A的電流。

三、測試UPS蓄電池

測試UPS電池的目的是確定該電池是否滿足UPS電源的使用要求。這在更換UPS電池和判定原有UPS電池是否失效時是必須的。

在實際維修UPS時，一般的UPS電源對電池的要求：滿足原來使用電池的端電壓；電池應具有在啟動放電瞬間就能輸出大電流的特性；滿足一定容量和內阻，以保證逆變供電的時間。

從以上UPS電源對電池的要求可見，單憑測量UPS電池的端電壓是不能確定電池好壞的。

1．測量UPS電池的端電壓

(1)離線測量電池的端電壓

離線測量電池的端電壓是指電池在脫離原連接線路的情況下，使用萬用表的DC電壓檔或電壓表直接測量電池兩端的電壓。被測電池端電壓為12V左右，低不能低于10.5V。不足10.5V的電池即為欠壓或可能已失效的電池。若這種電池在經過充電或激活充電后端電壓仍達不到12V，即為失效電池。

(2)在線測量電池的端電壓

在線測量電池的端電壓是指在UPS電源工作的情況下，使用萬用表的DC電壓檔或電壓表測量電池兩端的電壓。市電供電狀態的UPS，由于電池處于充電狀態，端電壓大于12V。當電池的端電壓下降到10.5V時，正常的UPS電源會啟動機內的電池欠壓自動保護電路，使UPS進入既無市電供電又無逆變供電的保護狀態。

2．測試UPS電池是否具有啟動瞬間輸出大電流的特性

后備式UPS電源由市電供電向逆變供電的切換時間要求小于7ms，一般設計為4～5ms左右。這就是說，一旦市電供電中斷，UPS電池必須在小于4～5ms時間內輸出負載所需的電流。有些失效的電池能夠滿足端電壓和容量的要求，但不能在少于4～5ms內放電電流達到大電流的要求。由這種電池造成的UPS故障表現為：UPS在空載或輕載時能逆變切換成功，增大到正常負載時逆變失敗。

3．判別UPS電池的內阻和容量

質量良好的UPS電池內阻在20～30mΩ左右，當內阻超過80mΩ時，需要對電池做均衡充電處理或活化處理。電池內阻的增大，必然伴隨實際輸出能量的降低，從而表現為電池的容量減小。此外，還有造成電池的容量減小其他因素，如電解液損失等。

測試電池內阻是否增大，決不可用萬用表的電阻檔直接測量，應采用間接測量計算的方法，實際維修時可用如下簡單方法判別電池的內阻是否增大：

用一節好的電池和一節懷疑內阻增大的電池做串聯充電實驗(如在500VA的UPS中兩節12V電池串聯使用)。在充電過程中同時測量對比兩節電池的端電壓，內阻增大的電池獲得的充電電壓比好電池高，充電電壓差別大小反映出內阻差別的程度。

若電池僅僅是容量不足，則主要表現為UPS可逆變供電的時間縮短，而UPS的帶載能力、市電供電與逆變供電之間的切換等都不受影響。

四、科學使用UPS蓄電池

科學使用UPS電池就是要明確電池的正確使用方法，延長電池的壽命，使之發揮大的作用。

1．控制好充電電壓，防止過壓充電

對于端電壓為12V的電池，正常的浮充電壓在13.5～13.8V之間。浮充電壓過低，電池充不滿，浮充電壓過高，會造成過壓充電。當浮充電壓超過14V時，即認為是過壓充電。過壓充電會導致電解液中的水被分離成氫和氧氣而溢出，使電池的壽命縮短。

2．控制好充電電流，防止過流充電

理想的充電電流應采用分階段定流充電的方式，即在充電初期采用較大的電流，充電一定時間后，改為較小的電流，至充電末期改用更小的電流。充電電流的設計一般為0.1C，當充電電流超過0.3C時可認為是過流充電。過流充電會導致電池極板彎曲，活性物質脫落，使電池損壞。

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