小贴士:工程师浅谈提高电池可靠性的常用方法

最新更新时间:2013-11-25来源: 电源网关键字:电池可靠性 手机看文章 扫描二维码
随时随地手机看文章

电池是UPS系统中最不可靠的部分,但是UPS设计得好坏直接影响到电池的可靠性。让电池一直保持充电状态(即使UPS停机)能延长电池的寿命, 尽量避免选用电池电压高的UPS。有的UPS设计会使电池产生纹波电流,造成电池不必要的过热。大多数UPS使用的电池都差不多,但UPS设计不同会大大影响电池的寿命。

使UPS使用的是同样的电池技术,不同厂家的电池寿命大不一样, 这一点对用户很重要,因为更换电池的成本很高(UPS售价的30%)。 电池故障会减小系统的可靠性,是非常烦人的事情。

电池温度影响电池可靠性

温度对电池的自然老化过程有很大影响。详细的实验数据表明温度每上升摄氏5度,电池寿命就下降10%,所以UPS的设计应让电池保持尽可能低的温度。所有在线式和后备/在线混合式UPS比后备式或在线互动式UPS运行时发热量要大( 所以前者要安装风扇),这也是后备式或在线互动式UPS电池更换周期相对较长的一个重要原因。APC UPS电池的温度降到最低了,所以它能更好地满足系统可靠性要求。

电池充电器设计影响电池可靠性

电池充电器是UPS非常重要的一部分,电池的充电条件对电池寿命有很大影响。 如果电池一直处于恒压或“浮充”型电池充电状态,则UPS 电池寿命能最大程度提高。事实上电池充电状态的寿命比单纯储存状态的寿命长得多。因为电池充电能延缓电池的自然老化过程,所以UPS无论运行还是停机状态都应让电池保持充电。

所有APC UPS无论运行还是停机状态电池都处在充电状态,市场上的很多UPS没有这种功能。虽然这一功能使UPS 成本提高, 但如果考虑到更换电池的花费, 则UPS总的使用成本降低了。电池电压影响电池可靠性

电池是个单个的“原电池”组成,每一个原电池电压大约2伏, 原电池串联起来就形成了电压较高的电池,一个12伏的电池由6个原电池组成,24 伏的电池由12个原电池组成等等。UPS的电池充电时,每个串联起来的原电池都被充电。 原电池性能稍微不同就会导致有些原电池充电电压比别的原电池高,这部分电池就会提前老化。只要串联起来的某一个原电池性能下降,则整个电池的性能就将同样下降。试验证明电池寿命和串联的原电池数量有关,电池电压越高,老化的就越快。

UPS容量一定时,设计时应尽可能让电池电压最低,这样UPS电池寿命就越长,对于电池电压一定时,应选择数量少电压高原电池串联的电池,不要选择数量多电压低的原电池串联的电池。有些厂家UPS的电池电压比较高,这是因为容量一定时, 电压越高,电流就越小,就可选用较细的导线和功率较小的半导体, 从而降低UPS成本。容量1KVA左右的UPS的电池电压一般为24 ̄96V。这种容量等级的APC UPS 如Smart-UPS 1250电池电压选择了最低的24V。

APC UPS较低的电池电压相对延长了电池寿命,APC UPS电池寿命为3-5年,而有些UPS的电池典型寿命只有1年!在UPS十年的使用期里,更换电池的成本比UPS本身售价高出两倍!虽然这类UPS设计比较容易,成本也较低, 但“潜在的”更换电池则成本很高。

电池纹波电流影响电池可靠性

理想情况下,为了延长UPS电池寿命, 应让电池总保持在“浮”充电或恒压充状态。这种状态下充满电的电池会吸收很小的充电器电流,它称为“浮”或“自放电”电流。尽管电池厂商如此推荐,有些 UPS的设计(很多在线式) 使电池承受一些额外的小电流,称为纹波电流。纹波电流是当电池连续地向逆变器供电时产生的,因为据能量守恒原理,逆变器必须有输入直流电才能产生交流输出。这样电池形成了小充放电周期,充放电电流的频率是UPS输出频率(50或60Hz)的两倍。

普通后备式、APC在线互动式或后备/铁磁式UPS不会有纹波电流,其它设计的UPS会产生大小不等的纹波电流,这取决于具体的设计方法。只要检查一下UPS的结构图就能知道该UPS能否产生纹波电流。

如果在线式UPS的电池在充电器和逆变器之间,那么电池就会有纹波电流,这是普通的“双变换”UPS。

如果用截止二极管、继电器、变换器或整流器把电池与逆变器隔离开,那么电池就不会有纹波电流。当然这种设计的UPS不总是一直“在线”,所以这种UPS被称为“混合后备/在线式”UPS。

关键字:电池可靠性 编辑:探路者 引用地址:小贴士:工程师浅谈提高电池可靠性的常用方法

上一篇:针对IGBT和MOSFET可再生能源应用的驱动器设计
下一篇:行业小贴士:锂电池电动车正确充电时间方法详解

推荐阅读最新更新时间:2023-10-12 22:30

绿色电源取代石英钟干电池的实用性和可靠性
电池跟我们的生活和工作息息相关,比如家庭和办公场所用的石英钟(指针式)一般多以5号电池作为电源。据有关资料统计,中国电池年产量约150亿枚,是世界生产大国,年消费量约50亿枚,也是世界消费大国,并且有日益增加的趋势。多年来数量庞大的废旧电池,在我国几乎都随垃圾一起丢弃,处理方式要么焚烧、要么填埋。 大家都知道对自然环境威胁最大的五种金属是铬、镉、铜、铅、汞,电池就占了其中的汞、铅、镉三种。若焚烧,污染了大气;若填埋,污染了土壤,对农作物有害;污染了水源对水生物(鱼虾等)有害。据资料介绍:一粒小小的钮扣电池可污染60万升水,相当于一个人一生的饮水量;一节一号电池烂在地里,能使一平方米的土地失去利用价值,并造成永久性公害。 人离不开地
[电源管理]
绿色电源取代石英钟干<font color='red'>电池</font>的实用性和<font color='red'>可靠性</font>
电动/混合电动汽车电池管理系统的可靠性设计
为电动汽车 (EV) 和混合电动汽车 (HEV) 设计可靠的 电池管理 系统时,有一系列方法可以考虑。就实现可靠性而言,一种方法是采用完全冗余的电路,当然此时假定费用不成问题。这类系统使用完全一样的电路并行执行相同的功能,并就结果进行某种形式的表决,以总是获得最安全的效果。在这类系统中,如果检测到故障电路,就自动停止使用故障电路,并由一个同样的备份电路取代该故障电路。然而,在有些系统中,故障的后果并不能用高昂成本的冗余电路来承担。那么,这类系统可能只依靠每个所用组件的内置可靠性。尽管能以最低成本提供具有这种特点的设计,但是这种设计有很大的风险。不过,对这个问题有一种最佳的解决办法。   高可靠性系统的中庸解决之道是故障监视,
[电源管理]
电动/混合电动汽车<font color='red'>电池</font>管理系统的<font color='red'>可靠性</font>设计
意法半导体(ST)推出电池剩余电量指示芯片,有效提升移动设备的可靠性及使用寿命
中国,2013年3月4日 —— 横跨多重电子应用领域、全球领先的半导体供应商、全球领先的标准IC制造商意法半导体(STMicroelectronics,简称ST;纽约证券交易所代码:STM)推出新款电池剩余电量指示芯片。STC3115采用多项可改善长期监控准确度的创新专利技术,适用于大量生产的手持电子产品。三星电子在近期推出的新系列智能手机中采用了这款微型芯片。电池剩余电量指示芯片或称电池电量计是消费者管理智能手机、笔记本电脑或数码相机等设备的关键功能。准确的剩余时间预测可提升移动用户的使用体验,更是便携医疗设备等手持产品的关键功能。然而,当今很多电池电量计比较脆弱,容易受到电池老化、充电效率降低、漏电、系统功耗需求变化和温度变化
[电源管理]
LEM Sentinel蓄电池传感器提升备用电源可靠性
  2008年是不寻常的一年,在中国的南方,大部分省市地区遭受了一次50年一遇的雪灾。从2008年的1月份开始,我国的南方地区包括湖南、湖北、安徽、贵州等10多个南方省份(市、区)开始了连续将近1个月左右的雨雪天气,给上述地区造成了灾难性的损失。各灾区的电力、交通、通讯、甚至金融系统都遭受了一次前所未有的严峻考验。据不完全统计,到2月7日为止,移动通信有3.3万个基站处于瘫痪状态;固定通信倒杆断杆6.5万根,通信线路损毁1.2万公里。通信行业已累计出动抢修人员约59万人次,调动应急抢修车辆约26万台次,动用应急通信设备约9.5万台,行业直接经济损失已近7亿元人民币,损失还在继续增加中。   (几万个基站受雪灾影响而
[测试测量]
LEM Sentinel蓄<font color='red'>电池</font>传感器提升备用电源<font color='red'>可靠性</font>
小广播
最新电源管理文章
换一换 更多 相关热搜器件
电子工程世界版权所有 京B2-20211791 京ICP备10001474号-1 电信业务审批[2006]字第258号函 京公网安备 11010802033920号 Copyright © 2005-2024 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved