電池的壽命與UPS的可靠性關(guān)聯(lián)分析

　　使UPS使用的是同樣的電池技術(shù)，不同廠(chǎng)家的電池壽命大不一樣， 這一點(diǎn)對用戶(hù)很重要，因為更換電池的成本很高(UPS售價(jià)的30%)。 電池故障會(huì )減小系統的可靠性，是非常煩人的事情。

　　電池溫度影響電池可靠性

　　溫度對電池的自然老化過(guò)程有很大影響。詳細的實(shí)驗數據表明溫度每上升攝氏5度，電池壽命就下降10%，所以UPS的設計應讓電池保持盡可能低的溫度。所有在線(xiàn)式和后備/在線(xiàn)混合式UPS比后備式或在線(xiàn)互動(dòng)式UPS運行時(shí)發(fā)熱量要大( 所以前者要安裝風(fēng)扇)，這也是后備式或在線(xiàn)互動(dòng)式UPS電池更換周期相對較長(cháng)的一個(gè)重要原因。APC UPS電池的溫度降到最低了，所以它能更好地滿(mǎn)足系統可靠性要求。

　　電池充電器設計影響電池可靠性

　　電池充電器是UPS非常重要的一部分，電池的充電條件對電池壽命有很大影響。 如果電池一直處于恒壓或“浮充”型電池充電狀態(tài)，則UPS 電池壽命能最大程度提高。事實(shí)上電池充電狀態(tài)的壽命比單純儲存狀態(tài)的壽命長(cháng)得多。因為電池充電能延緩電池的自然老化過(guò)程，所以UPS無(wú)論運行還是停機狀態(tài)都應讓電池保持充電。

　　所有APC UPS無(wú)論運行還是停機狀態(tài)電池都處在充電狀態(tài)，市場(chǎng)上的很多UPS沒(méi)有這種功能。雖然這一功能使UPS 成本提高， 但如果考慮到更換電池的花費， 則UPS總的使用成本降低了。

　　電池電壓影響電池可靠性

　　電池是個(gè)單個(gè)的“原電池”組成，每一個(gè)原電池電壓大約2伏， 原電池串聯(lián)起來(lái)就形成了電壓較高的電池，一個(gè)12伏的電池由6個(gè)原電池組成，24 伏的電池由12個(gè)原電池組成等等。UPS的電池充電時(shí)，每個(gè)串聯(lián)起來(lái)的原電池都被充電。 原電池性能稍微不同就會(huì )導致有些原電池充電電壓比別的原電池高，這部分電池就會(huì )提前老化。只要串聯(lián)起來(lái)的某一個(gè)原電池性能下降，則整個(gè)電池的性能就將同樣下降。試驗證明電池壽命和串聯(lián)的原電池數量有關(guān)，電池電壓越高，老化的就越快。

　　UPS容量一定時(shí)，設計時(shí)應盡可能讓電池電壓最低，這樣UPS電池壽命就越長(cháng)，對于電池電壓一定時(shí)，應選擇數量少電壓高原電池串聯(lián)的電池，不要選擇數量多電壓低的原電池串聯(lián)的電池。有些廠(chǎng)家UPS的電池電壓比較高，這是因為容量一定時(shí)， 電壓越高，電流就越小，就可選用較細的導線(xiàn)和功率較小的半導體， 從而降低UPS成本。容量1KVA左右的UPS的電池電壓一般為24￣96V。這種容量等級的APC UPS 如Smart-UPS 1250電池電壓選擇了最低的24V。

　　APC UPS較低的電池電壓相對延長(cháng)了電池壽命，APC UPS電池壽命為3￣5年，而有些UPS的電池典型壽命只有1年!在UPS十年的使用期里，更換電池的成本比UPS本身售價(jià)高出兩倍!雖然這類(lèi)UPS設計比較容易，成本也較低， 但“潛在的”更換電池則成本很高。

　　電池紋波電流影響電池可靠性

　　理想情況下，為了延長(cháng)UPS電池壽命， 應讓電池總保持在“浮”充電或恒壓充狀態(tài)。這種狀態(tài)下充滿(mǎn)電的電池會(huì )吸收很小的充電器電流，它稱(chēng)為“浮”或“自放電”電流。盡管電池廠(chǎng)商如此推薦，有些UPS的設計(很多在線(xiàn)式) 使電池承受一些額外的小電流，稱(chēng)為紋波電流。紋波電流是當電池連續地向逆變器供電時(shí)產(chǎn)生的，因為據能量守恒原理，逆變器必須有輸入直流電才能產(chǎn)生交流輸出。這樣電池形成了小充放電周期，充放電電流的頻率是UPS輸出頻率(50或60Hz)的兩倍。

　　普通后備式、APC在線(xiàn)互動(dòng)式或后備/鐵磁式UPS不會(huì )有紋波電流，其它設計的UPS會(huì )產(chǎn)生大小不等的紋波電流，這取決于具體的設計方法。只要檢查一下UPS的結構圖就能知道該UPS能否產(chǎn)生紋波電流。

　　如果在線(xiàn)式UPS的電池在充電器和逆變器之間，那么電池就會(huì )有紋波電流，這是普通的“雙變換”UPS。

　　如果用截止二極管、繼電器、變換器或整流器把電池與逆變器隔離開(kāi)，那么電池就不會(huì )有紋波電流。當然這種設計的UPS不總是一直“在線(xiàn)”，所以這種UPS被稱(chēng)為“混合后備/在線(xiàn)式”UPS。

　　總結

　　電池是UPS系統中最不可靠的部分，但是UPS設計得好壞直接影響到電池的可靠性。讓電池一直保持充電狀態(tài)(即使UPS停機)能延長(cháng)電池的壽命， 盡量避免選用電池電壓高的UPS。有的UPS設計會(huì )使電池產(chǎn)生紋波電流，造成電池不必要的過(guò)熱。大多數UPS使用的電池都差不多，但UPS設計不同會(huì )大大影響電池的壽命。