不間斷電源（UPS）可以隨時啟用嗎？
英飛凌汽車電子生態(tài)圈
這個問題困擾著依賴電池提供應(yīng)急電源的設(shè)備制造商；如何知道在您最需要的時候，它能夠發(fā)揮作用？這對不間斷電源（UPS）制造商尤其重要，因為UPS的唯一用途是在主電源發(fā)生故障時確保計算機系統(tǒng)或醫(yī)療設(shè)備的電力供應(yīng)。在這些情況下，電力提供和在確定的時間和供給容差范圍內(nèi)供電是極其必要的。
大多數(shù)備用電池使用多個閥控鉛酸（VRLA）電芯做成整體電池。雖然稱作“免維護”，但這項技術(shù)有眾所周知的不足，其中的任何一個都可能造成電池低效甚至完全不起作用。
因此，弱、老化或其他“不健康”的電池構(gòu)成這些系統(tǒng)的嚴重危險，需要定期維護檢查它們的健康狀態(tài)（SOH）與荷電狀態(tài)（SOC）。不論這些維護多么頻繁，在維護檢查間隙仍有發(fā)生電池故障的風險。為了克服這種狀況，一些公司正轉(zhuǎn)向提供持續(xù)原位SOH和SOC監(jiān)測的系統(tǒng)。
持續(xù)監(jiān)測
這似乎是個簡單的解決辦法，但在現(xiàn)實中面臨經(jīng)濟上的難題。持續(xù)監(jiān)測方案通常需要增加50%的電池成本，如果把安裝和運行考慮在內(nèi)，增加比例甚至高達70%。面對這么高的成本，在提示電池壽命終結(jié)的平均無故障時間（MTBF）之前定期更換電池，可能是更經(jīng)濟的做法。然而，和例行維護一樣，這也充滿不確定性，因為環(huán)境條件對電池的MTBF有很大影響。
制造商因而把目光轉(zhuǎn)向低成本的持續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)，全面診斷電池在各個條件下的SOH和SOC。2007年3月，供應(yīng)這類智能變送器的專業(yè)公司LEM與密封及排氣式鉛酸電池診斷和管理領(lǐng)域領(lǐng)先的權(quán)威機構(gòu)RWTH亞琛大學合作，確立了先進的低成本電池監(jiān)測管理的發(fā)展方向。
在其他制造商追逐更“時尚”的電池技術(shù)時，RWTH亞琛大學則已建立起技術(shù)中心并增強其力量，集中研究最為成熟和普遍銷售的電池化學工藝。LEM-亞琛結(jié)成長期合作關(guān)系，共同研究VRLA（閥控鉛酸）富液和膠體電池的故障模式，開發(fā)包括SOH和SOC在內(nèi)的下一代監(jiān)測與分析系統(tǒng)。
通過這種合作和了解用戶需要，LEM持續(xù)開發(fā)用于持續(xù)監(jiān)測的“Sentinel”解決方案，終于研制出最新一代產(chǎn)品Sentinel III。Sentinel能夠測量電池電壓、內(nèi)部溫度和內(nèi)部阻抗，其診斷測量水準可媲美高度復雜且昂貴的實驗設(shè)備，但成本因素使其可用作持續(xù)監(jiān)測方案。
為了開發(fā)Sentinel，如圖1所示，LEM使用上述實驗設(shè)備并選用眾多的電池樣式和品牌，進行廣泛的研發(fā)。在這個項目中，Sentinel運用和復制了電化學阻抗頻譜分析法。在解釋高性價比的單芯片解決方案中如何復制這項先進技術(shù)之前，值得我們確切說明的是它實現(xiàn)的診斷水準以及如何保護基于電池的UPS的完整性。
圖1：用于評估監(jiān)測裝置的測試設(shè)置
本文引用地址：http://www.butianyuan.cn/article/227617.htm老化問題
這類系統(tǒng)大多采用鉛酸電池技術(shù)，眾所周知的技術(shù)缺陷是老化導致容量衰減，內(nèi)阻升高。不過，由于這項技術(shù)如此成熟，老化狀況也廣為人知，因而能夠通過探測幾種情況確定老化狀況。
容量降低是尤其普遍的影響之一，這基本是電池的使用模式造成的。在UPS內(nèi)部，電池以高電流放電，導致電極上生成大的晶體。可通過適當調(diào)節(jié)電池，部分地控制這種狀況，但事實證明在嚴重情況下這是不可逆的。這種情況也會生成小的晶體，稱作“樹枝晶”，如果沒有探測到的話，可能會連在一起造成電池短路。
內(nèi)部腐蝕使端子的薄片落到電極上，也可能造成短路。導致腐蝕的重要因素包括溫度、電壓和局部酸液濃度，通常影響正極端子。這些老化效應(yīng)都導致電池容量或電量損失，因此任何一種診斷都必須能夠鑒別它們，以便在災(zāi)難性故障發(fā)生之前采取適當行動。
以上效應(yīng)導致電池容量或電量降低。任何一類診斷都應(yīng)當以鑒別這些老化效應(yīng)為目標。
在已進行的測試中，使用電化學阻抗譜（RWTH亞琛大學的EISmeter分析儀）進行全譜測量；運用一系列的正弦波形測量電池，測得整個頻譜的阻抗。通過傅立葉分析計算給定頻率的實際和假想的電壓響應(yīng)部分，得出測量結(jié)果。通過分析電壓響應(yīng)與勵磁電流的幅角及相角關(guān)系，獲得復雜的阻抗結(jié)果。
對于Sentinel解決方案而言，這是不切實際的，因為做到這一點所需的處理能力會使持續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)的任何解決方案失去商業(yè)可行性。因此，我們面臨的挑戰(zhàn)是開發(fā)這
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