UPS供電系統在各行業數據中心中起到重要的電源**作用，要為負載提供不間斷的供電，就必須具有電能儲存的功能。因此，蓄電池成為UPS供電系統的重要組成部分。而由于蓄電池本身或者管理上的原因

　概述

　　UPS供電系統在各行業數據中心中起到重要的電源**作用，要為負載提供不間斷的供電，就必須具有電能儲存的功能。因此，蓄電池成為UPS供電系統的重要組成部分。而由于蓄電池本身或者管理上的原因，目前有許多UPS故障是由蓄電池引起。因此有必要加強對蓄電池特性的了解，正確選配和使用蓄電池，盡可能地延長蓄電池的使用壽命。同時，如何管理蓄電池成為各個UPS廠家及行業用戶重點研究的問題。

　　以下對目前大型UPS系統廣泛采用的閥控式密封鉛酸（VRLA）蓄電池在UPS供電系統中的作用、工作原理、配置、選用、安裝、維護等方面進行探討。

　　蓄電池在UPS供電系統中的作用和意義

　　在UPS供電系統中，蓄電池大多采用免維護蓄電池。蓄電池在UPS供電系統中的主要作用就是儲存電能，一旦市電中斷，由電池放電供給逆變器，由逆變器將電池釋放出的直流電轉變為正弦交流電，維持UPS的電源輸出，確保負載在一定的時間內正常用電。

　　在市電正常供電時，電池在整流－充電電路中儲存電能，同時對直流電路起到平滑濾波的作用，并在逆變器發生過載時，起到緩沖器的作用。

　　而在日常工作中，人們往往片面地認為蓄電池是免維護的而不加重視。然而由于對蓄電池的不合理使用，產生了蓄電池的電解液干涸、熱失控、早期容量損失、內部短路等問題，進而嚴重影響到供電系統的可靠性。有資料表明，蓄電池故障而引起UPS主機故障或工作不正常的比例大約為60%。由此可見，加強對UPS電池的正確使用與維護，對延長蓄電池的使用壽命，降低UPS供電系統故障率，有著越來越重要的意義。

　　蓄電池的種類

　　蓄電池在UPS中已得到廣泛的應用，其品種繁多，型號齊全，規格各異，但按其基本性質可以分為酸性電池和堿性電池兩大類：

　　酸性電池：酸性電池的電解液一般是由稀硫酸（H2SO4）或者膠體硫酸構成，較板由鉛Pb和過氧化鋁PbO2構成，通過化學反應貯存電荷，起到電池儲能的作用。

　　堿性電池：堿性電池的電解液一般是由氫氧化鉀KOH或者氫氧化鈉NaOH（燒堿）組成。較板由于電池的結構不同而各異。如鎘鎳電池正極板是氫氧化鎳Ni(OH)3，負極板是鎘Cd；鐵鎳電池的正極板是氫氧化鎳Ni(OH)3，負極板是鐵Fe；銀鋅電池的正極板是過氧化銀Ag2O3，負極板是鋅Zn。

　　鉛酸蓄電池的工作原理

　　UPS、直流電源設備常用的蓄電池是鉛酸蓄電池。傳統的鉛酸蓄電池是開口式結構，電池在使用過程中，有氫氣和氧氣以及酸霧逸出，不僅污染環境還具有危險性，維護時需要加水、加酸，已逐漸被市場淘汰?，F在UPS供電系統中蓄電池大多采用閥控式密封鉛酸（VRLA）蓄電池。閥控式鉛酸蓄電池的主要優點是在充電時正極板上產生的氧氣，通過再化合反應在負極板上還原成水，使用時在規定浮充壽命期內不必加水維護，所以又稱為免維護鉛酸蓄電池?？梢姡饩S護只是與普通蓄電池相比，運行中免去了添加純水或蒸餾水，調整電解液液面的項目，并非免去一切維護工作。

　　閥控式密封鉛酸蓄電池的工作原理，基本上沿襲于傳統的鉛酸蓄電池，其正極活性物質是二氧化鉛（PbO2），負極活性物質是海綿狀鉛（Pb），電解液是稀硫酸（H2SO4），其電極反應方程式如下：

　　PbO2+2H2SO4+Pb≈2PbSO4+2H2O

　　兩種閥控式密封鉛酸蓄電池比較

　　目前閥控式密封鉛酸蓄電池主要有兩類，即玻璃纖維隔板陰極吸收式密封鉛蓄電池（如GNB、霍克電池）和硅凝膠密封鉛蓄電池（如德國的陽光電池）。

　　兩種電池較板相同：正極板柵采用鉛鈣錫鋁四元合金或低銻多元合金，負極板柵采用鉛鈣錫鋁四元合金。并使用緊裝配和貧液設計，在電池的上蓋中設置了一個單向的安全閥。由于采用無銻的鉛鈣錫鋁四元合金，提高了負極析氫過電位，從而抑制氫氣的析出，同時，采用特制安全閥使電池保持一定的內壓。

　　兩種電池隔板不同：即分別采用**細玻璃纖維棉（AGM）隔板和硅凝膠二種不同方式來“固定”硫酸電解液。它們都是利用陰極吸收原理使電池得以密封的，但給正極析出的氧氣到達負極提供的通道是不同的。對AGM密封鉛酸蓄電池而言，AGM隔膜中雖然保持了電池的大部分電解液，但必須使10%的隔膜孔隙中不進入電解液。正極生成的氧氣就是通過這部分孔隙到達負極而被負極吸收的。對膠體密封鉛酸蓄電池而言，電池內的硅凝膠是以SiO2質點作為骨架構成的三維多孔網狀結構，它將電解液包藏在里邊。電池灌注的硅溶膠變成凝膠后，骨架要進一步收縮，使凝膠出現裂縫貫穿于正負極板之間，給正極析出的氧氣提供了到達負極的通道。

　　由此看出，兩種電池的區別就在于電解液的“固定”方式和提供氧氣到達負極通道的方式有所不同，因而兩種電池的性能也各有千秋。

　　UPS供電系統中蓄電池的配置和選擇

　　在UPS供電系統中，可以說蓄電池是這個系統的支柱。沒有蓄電池的UPS只能稱做穩壓穩頻電源。UPS之所以能實現不間斷供電，就是因為有了蓄電池。在設計UPS時，首先應考慮選擇什么型號的蓄電池，即蓄電池的額定電壓、額定容量及應由多少節蓄電池組合等。

　　蓄電池的額定容量選擇

　　由于蓄電池的實際可使用容量與放電電流大小、系統電壓、放電時間、蓄電池工作環境溫度、蓄電池儲存時間的長短、負載種類和特性等因素密切相關。蓄電池的容量一般是指在20°C，以20h放電率放電到1.75V／單體時，蓄電池輸出的功率數（W）。

　　蓄電池的指標選擇

　　內阻：應選擇內阻小的蓄電池，這樣才能持續大電流放電。如果內阻較大，在充放電過程中功耗加大，使蓄電池發燙。

　　浮充電壓：在相同溫度下，浮充電壓值高意味著儲能量大，質量差的蓄電池浮充電壓值一般較小。蓄電池浮充電壓值在不同的溫度時應進行修正。

　　在大中型（幾kVA-幾千kVA）UPS中采用2V單體系列蓄電池，避免采用小容量組合蓄電池進行混聯。

　　蓄電池的使用和維護

　　1VRLA蓄電池的運行環境與安裝

　　作為備用蓄電池，蓄電池平時都處于浮充狀態，此時蓄電池內部仍進行著復雜的能量轉換。浮充過程中所用的電能基本上轉換為熱能。因此要求蓄電池所處的環境應有良好的通風散熱能力或有空調設備。

　　電池盡可能安裝在清潔、陰涼、通風、干燥的地方，并要避免受到陽光、加熱或輻射熱源的影響，讓電池有一個良好的工作、儲存環境。

　　蓄電池一般應在5℃～35℃范圍內進行充電，低于5℃或**35℃都會降低壽命，充電的設定電壓應在*范圍內，如**出*范圍將造成蓄電池損壞、容量降低、壽命縮短。

　　1、初充電

　　蓄電池在安裝或大修后的*一次充電，稱為初充電。初充電是否良好，將嚴重影響蓄電池的壽命。

　　2、浮充充電

　　為了確保直流電源不間斷，延長蓄電池的使用壽命，通常都采用充電電源與蓄電池組并聯的浮充供電方式。

　　3、均衡充電

　　在正常運行狀態下的電池組，通常不需要均衡充電。但如果發現電池組中單體電池之間電壓不均衡時，則應對電池組進行均衡充電。

　　4、補充充電

　　電池在存放、運輸、安裝過程中，會因自放電而失去部分容量。因此，在安裝后投入使用前，應根據電池的開路電壓判斷電池的剩余容量，然后采用不同的方法對蓄電池進行補充充電。對備用擱置的蓄電池，每3個月應進行一次補充充電。

　　2VRLA蓄電池的使用與維護

　　隨著科技的不斷發展，UPS的性能越來越好，平均無故障時間越來越長，整機的可靠性越來越高。做好UPS中蓄電池的使用與維護變得尤為重要。

　　新電池的充電

　　新的蓄電池在安裝完畢后，一般要進行一次較長時間的充電，充電要按說明書中的規定進行，待電池組充電完畢后，進行一次放電，放電后再次充電，目的是延長電池的使用壽命，提高電池的活性和充放電特性。

　　定期充放電

　　UPS蓄電池長期閑置不用或使蓄電池長期處于浮充狀態而不放電，會導致電池中大量的硫酸鉛吸附到電池的陰極表面，導致內阻增大、活性下降，使蓄電池的使用壽命大大縮短。對于市電供電良好的單位，需要每隔三個月進行一次“**性”充、放電過程，即電池帶載放電、再充電操作，并記錄相關數據，與以前放電記錄進行比較分析電池性能狀況，對電池組整體進行維護檢查，真正遇到市電停電時，才能有效保護負載安全。

　　嚴禁深度放電

　　蓄電池的使用壽命與蓄電池的放電深度密切相關。深度放電會造成蓄電池內部較板表面硫酸鹽化，導致蓄電池內阻增大，嚴重時會使個別電池出現“反較化”現象和電池的*性損壞。電池的放電深度嚴重影響電池的使用壽命，非迫不得已，不要讓電池處于深度放電狀態。

　　定期測量電池浮充電壓、內阻

　　隨著UPS使用時間的延長，總有部分電池的充放電特性會逐漸變壞，內阻增大、端電壓明顯下降，需要及時發現、及時更換，否則會影響整組電池的使用。這種電池的性能不可能在依靠UPS內部的充電電路來解決，繼續使用會存在隱患，需要維護人員定期進行測量檢查每個單體電池的電壓、內阻，發現**出范圍的電池進行確認、及時更換。

　　其他注意事項

　?、倜看涡铍姵亟M放電后應及時充電；

　?、诓灰剐铍姵亟M被過電流或過電壓充電；

　?、坌铍姵貞苊忾L期擱置不用，也不能長期浮充而不放電。

　　蓄電池的智能管理

　　蓄電池在正常情況下處于靜態存放、備用工作狀態，為防止用戶在完全不知情的情況下，由于市電供電中斷而造成UPS在較短時間內進入“蓄電池電壓過低自動關機”的工作狀態，從而停止向負載供電。這就要求維護人員不僅需要每日按照規定的時間段進行現場巡視外，還需要將蓄電池管理納入UPS監控系統，UPS實時對電池的狀態進行檢測，并將電池的相關信息通過網絡傳送到值班室或控制室以便工作人員了解電池的狀態，以**電池的工作質量。為了提高電池的使用壽命，減少維護工作，降低維護成本。應建立良好的電池維護系統，一定要具備：

　　1、自動均/浮充轉換。即供電正常時對電池進行均恒充電。電池放電后自動對電池進行均恒充電，當電池充滿后，自動轉為浮充電。

　　2、充電限流。采取先恒流后恒壓的充電方式。充電初期，充電電流較大，UPS根據所配置的蓄電池電池容量，自動將充電電流限制在0.1～0.2C，對蓄電池進行恒流充電，確保蓄電池充電時安全快速。當蓄電池容量達到80%以后，UPS轉為浮充電壓對蓄電池進行恒壓充電。

　　3、后備時間顯示及低電壓報警。當UPS由于各種原因切換到蓄電池供電時，用戶需要及時地了解系統的后備時間，且采取相應的措施。當蓄電池電壓降到低**，報警通知用戶，然后自動關機以防止蓄電池深度放電。

　　4、溫度補償。環境溫度變化時，必須對浮充電壓進行校正，校正系數為18mV/℃（標稱12V的電池）。為簡單計，可以分級校正。

　　電池靜置時，溫度太高，電池的自放電加劇。電池使用條件**為20℃～25℃，溫度太低，電池放電容量降低，充電接受能力下降。溫度太高，反應加劇，導致失水，較板腐蝕加劇。電池的充電電壓通過溫度補償來改變，溫度高時，充電電壓降低，使電池處于較佳浮充狀態。

　　因此，**電池服務較佳方案是將環境溫度控制在20℃～25℃，控制放電次數、放電深度、放電和充電電流以及定時充放電的周期。

　　結束

　　以上通過對閥控式密封鉛酸蓄電池在UPS供電系統中的作用、工作原理、配置維護等方面進行進行全面分析，并結合實際工作經驗，提出一些行之有效的方法，幫助用戶提高蓄電池維護管理水平，更加明確了蓄電池在**UPS供電系統安全運行中的重要作用。

蓄電池產品特點：

1．維護簡單

充電時電池內部產生的氣體基本被吸收還原成電解液，基本沒有電解液減少。

2．持液性高電解液被吸收于特殊的隔板中，保持不流動狀態，所以即使倒下也可使用。（倒下**過90度以上不能使用）

3．安全性能優越

由于較端過充電操作失誤引起過多的氣體時可以放出，防止電池的破裂。

4．自放電極小

用特殊鉛鈣合金生產板柵，把自放電控制在較小。

5．壽命長、經濟性好

電池的板柵采用耐蝕性好的特種鉛鈣合金，同時采用特殊隔板能保住電解液，再同時用強力壓緊正板活性物質，防止脫落，所以是一種壽命長、經濟的電池。

6．內阻小

由于內阻小，大電池放電特性好。

7．深放電后有優良的恢復能力

萬一出現長期放電，只要充分充電，基本不出現容量降低，很快可以恢復。

應用范圍

通訊設備 不間斷電源 應急燈 電力系統

警報系統 太陽能系統 玩具 醫療設備.

南都蓄電池功能特點:

閥控密封式免維護鉛酸蓄電池采用高性能較板、較新技術AGM隔板、高純度電解液及ABS材料池殼制成，綜合性能與一般普通閥控鉛酸蓄電池相比有如下特點：

1、長壽命

采用添加稀土金屬的鉛合金制造板柵，比一般鉛鈣錫合金板柵電池的壽命提高25%；

加強正板柵筋條，耐腐蝕性比傳統設計有較大提高。

2、綠色環保

采用分層封口技術，**杜絕電池的漏酸、爬酸現象，有效防止酸霧對設備和環境的腐蝕。

3、高可靠性

利用**的裝配工藝結合嚴謹的質量管理體系，提高電池抗震性能，有效避免電池的虛焊和假焊以及在運輸和使用中因震動而造成的故障；

電池內阻均一性高，大大改善多組電池并聯使用時出現不均一的現象。

4、內阻小

采用添加特種**細纖維的隔板，提高正、負極板的反應接觸面，使電池內阻大幅度降低，并可以改善在使用過程中不會出現因隔板的耐疲勞性下降而內阻升高的現象；

采用50-60kps裝配壓力，有效改善注酸后較群壓力減少導致電池內阻在使用異常增大的現象出現。

5、自放電小

使用分析純級別硫酸電解液，合理的配置專用添加劑，有效降低電池自放電速率。

6、高安全性

進口橡膠制成的高效安全閥，動作有效性持久、抗老化、抗腐蝕，有效地確保產品在使用過程中內部壓力的安全性。

免維護鉛酸蓄電池 

    一、鉛酸蓄電池的特點 

    1、密封性： 采用電池槽蓋、較柱雙重密封設計，防止漏酸，可靠的安全閥可防止外部空氣和塵埃進入電池內部； 

    2、免維護：水再生能力強，密封反應效率高，因此在整個電池的使用過程中*補水或加酸維護； 

    3、安全可靠：無酸液溢出，可靠的安全閥的自動閉合， 防爆設備的裝置使賽能電池在整個使用過程中更加安全可靠； 

    4、長壽命設計：計算機精設計的耐腐蝕鉛鈣鉛合金板柵、ABS耐腐蝕材料的使用和較高的密封反應效率**了蓄電池的長壽命； 

    5、性能高： 

    1) 體重比能量高，內阻小，輸出功率高； 

    2) 充放電性能高，自放電控制在每個月2%以下（20℃）； 

    3) 恢復性能好, 在深放電或者充電器出現故障時，短路放置30天后，仍可使用均衡充電法使其恢復容量； 

    4) 由于單體電池的內阻、容量、浮充電壓一致性好，因此電池在浮充使用狀態下*均衡充電。 

    6、溫度適應性強： 可在-30℃～50℃下安全、放心地使用； 

    7、使用和運輸安全簡便： 滿荷電出廠，無游離電解液，電池可橫向放置，并可以無危險材料進行水、陸運輸； 

8、經濟實惠： 柏克蓄電池較高的性能，**長的使用壽命，較低的維護成本確保用戶得到的是較經濟實惠的產品。