利用电池监测系统来提高UPS的可靠性

由于在电池失效之前输出电压并未出现任何变化，因此输出电压并不是可能失效的良好指标。电池的另外一个特征参数阻抗是一个更好的指标，如图3所示。该图形举例说明了6月份上升的阻抗在7月初提高超过20%。变化趋势容易检测：对阻抗进行测量可在电池失效前三个月就能发现问题。如果客户使用了阻抗数据，在电池变质导致失效之前的常规预防性保养过程中就能更换电池。

图3  电池阻抗预测失效

对电池进行长期监测为改善UPS的可靠性提供了更多有用的信息。例如，在图1中，我们可以明显地看到有大量的充电/放电过程（电压轨迹上的多个尖峰所示）。尽管所有的电池都需要进行调理，但是电池放电太过频繁，每个月都要放电4到5次。在一些电池调理延长使用寿命的同时，太多的放电过程会缩短使用寿命：一次正常的配置每年仅会循环两到三次。通常情况下，电池质保使用寿命为20到50个循环。在这种情况下，我们在考虑电池在仅仅几个月中就可能超过这个质保过程，而每5年更换一次电池的方案可能意味着电池需要经历比设计承受的放电过程多几倍的放电过程。

该现场频繁的充电/放电过程是由于安装工将UPS留置在试运行模式而造成，这种模式使得电池不断地循环充电以便进行测试。这个出乎意料的常见错误可能极大地缩短电池使用寿命。在工程师对连续自动监测的现场进行巡查过程中，错误配置可能表现不明显，但是产生的问题却很明显。

电池使用寿命缩短的另外一个原因是高温。即使温度只升高一点点，也会造成电池内不必要的化学反应概率增加，最终导致电池失效。一般来说，电池制造商会提示电池的使用温度为20 °C。图4给出了该系统中随时间变化的环境温度，在其中一点上温度达到了22 °C。空调系统未能将温度保持在可接受的范围之内，这样的结果是导致电池使用寿命缩短。而且温度升高可使电池制造商的质保无效。

图4  温度监测

我们发现，通过使用比如莱姆生产的Sentinel装置对电池进行长期监测，除了通过使工程师现场巡查更有效而降低成本之外，还有很多优点。在这个示例中，对电池阻抗进行自动监测可在电池变成无效之前三个月就可鉴别出即将失效的电池。

连续监测也使鉴别UPS配置问题变得简单：特别是可能极大缩短电池寿命的不正确充电/放电频率。监测同时也测量环境条件，从而确保了电池寿命不会由于高温的影响而缩短。

对电池进行长期监测可使电池的寿命达到最长，确保无需过早更换电池组以及确保对变质的电池进行早期检测从而在电池组没电之前进行更换等措施降低了电池失效的风险以及节省了资金。尽管诸如UPS等关键的装置通常不是节省成本的第一目标，但是用户将装置转变成长期在线监测非常重要，因为这样不仅能够削减成本，还能够增加装置的可靠性。