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華為UPS電池的智能化管理

發布時間:2019-10-09 10:06:53

 　　作為華為UPS系統中的能量存儲設備，當市電中斷或市電質量超出電氣設備的允許范圍時，電池可用于向負載提供電能。它是華為UPS系統的關鍵設備之一。電池也是昂貴的消耗品。因此，如何合理地使用和管理電池以延長其使用壽命一直是華為UPS制造商研究和改進的課題。隨著科學技術的發展，華為UPS電池管理趨于更加科學，嚴格和智能。結合電池管理功能的特點，介紹了華為UPS的高級智能電池管理功能。

　　1.智能充電功能

　　電池充電性能是影響電池壽命的重要因素之一。早期的華為UPS和一些小功率華為UPS僅控制充電電壓，而不控制充電電流。因此，在電池充電的初期，由于電池端子電壓與充電電壓之間的電壓差大，因此容易因過大的充電電流而損壞電池。智能充電管理可以根據使用條件和環境自動調整充電機制，從而為電池創造良好的工作條件，有效地延長電池的使用壽命。

　　華為UPS充電原理

　　顯示了華為UPS的充電原理。SH2是電池充電電流傳感器，可以通過調節整流器的輸出電壓（即電池的充電電壓）來控制電池的充電電流。

　?。?）能夠適應不同類型電池的充電管理

　　華為UPS支持多種電池用途。根據電池類型，充電機制將自動調整和更改。安裝電池后，只需在控制面板中輸入電池類型。

　　閥控密封鉛酸蓄電池

　　首先采用恒流充電，然后采用恒壓充電。在充電開始時，充電電流相對較大。根據配置的電池容量，華為UPS會自動將充電電流限制為0.1c?0.2c（用戶可以通過控制面板對其進行調整），以恒定電流對電池充電，以確保安全快速地充電。當電池容量達到80％時，華為UPS變為浮動充電電壓，以恒定電壓對電池充電。
　?。?）開放式鉛酸蓄電池

　　采用均衡電荷和浮動電荷的充電方法。開放式鉛酸電池對充電電流沒有嚴格的要求。為了盡快完成電池的充電，充電電壓會自動調整為平均充電電壓。當電池容量達到80％時，華為UPS變為浮動充電電壓，以恒定電壓對電池充電。

　?。?）鎳鉻電池

　　工廠可以根據用戶需要調整設備，也可以用于鎳鉻電池。

　?。?）具有浮動充氣壓力溫度補償功能

　　根據電池特性，當環境溫度升高時，電池的內阻會降低，如果充電電壓保持不變，則充電電流將增加，從而導致電池過度充電。相反，當溫度降低時，如果充電電壓保持不變，則容易造成電池不足。過度充電和不足會影響電池壽命。鉛酸蓄電池的額定工作溫度范圍是10℃?30℃，在15℃?25℃的范圍內，充電電壓不需要隨溫度的變化而調節，如果工作溫度不在此范圍內，則充電電壓應隨溫度的變化自動調節。

　　華為UPS具有浮動充電壓力溫度補償功能。通過在電池組現場安裝溫度傳感器，華為UPS會實時獲取電池的環境溫度數據，并根據電池環境溫度的變化自動調整浮動充電壓力。溫度調節系數為-5mv/CELL/℃，可以在-3mv?-8mv/CELL/℃的范圍內設置。數據顯示，當華為UPS在30℃下工作時，無論是否具有溫度補償功能，電池壽命都可以相差30％。

　　2001年5月1日實施的國家通信行業華為UPS標準明確要求華為UPS具有浮動充電電壓溫度補償功能。

　　2.電池自動檢測功能

　　目前，大多數大容量華為UPS均已設計并配備了此功能，其主要目的是檢查電池性能以及電池電路是否正常?；驹硎牵和ㄟ^強迫電池放電，電池在一定時間段內檢測到放電電流和電壓降。然后，將其與存儲在華為UPS中的放電曲線進行比較，得出電池的當前質量狀態。

　　華為UPS制造商在測試技術上有所不同。

　?。?）在強制電池放電中，一些制造商采取了停止整流器工作的方式；一些制造商降低整流器的輸出電壓。顯然，后者是更先進和可靠的，因為該檢測方法不會由于電池或電池電路的故障而導致輸出功率故障。

　?。?）就測試程序而言，大多數華為UPS將測試間隔設為3到6個月；每次測試的放電時間為6分鐘，即電池容量的20％?25％。一些華為UPS采用恒定功率放電，并且由于不受負載波動的影響，因此參數更加精確。但是，這樣做的問題是，當華為UPS負載的功率小于測試所需的功率（例如25％）時，將無法執行電池測試過程。

　　華為UPS已設計并安裝了電池接觸器，并且華為UPS會自動控制電池訪問系統，以避免因電池開關的合閘時間不正確而造成人為錯誤。電池測試應通過降低整流器的輸出電壓來進行，以確保華為UPS在電池測試過程中的可靠性，并且測試時間應持續6秒鐘。在以下情況下，電池測試將自動執行：

　　系統啟動后60秒

　　切斷電源時

　　恢復供電后24小時

　　測試失敗后60秒

　　手動指令

　　每次放電測試后，華為UPS都會記錄和分析測試數據并顯示分析結果。
　　值得注意的是，與傳統方法相比，華為UPS的電池檢測在以下幾個方面是獨一無二的：

　?。?）測試頻率高，每24小時一次。這樣可以使用戶及時掌握電池的運行情況，在電池性能下降的跡象上進行維護處理。它避免了在測試間隔（3-6個月）內電池性能迅速下降甚至完全損壞的可能性。由于傳統測試過程中的放電時間長且電池放電容量大（20％），因此無法進行此類頻繁的測試，否則會影響電池的使用壽命。

　?。?）測試時間短，每次僅6秒，基本沒有電池容量消耗。這樣，即使在電池測試后立即斷電，華為UPS的備用時間也不會丟失。

　　3.自動過放電保護

　　當電池放電至最小保護電壓時，電池一直處于深度放電狀態。過度放電是造成電池損壞的重要原因之一。電池過放電的原因主要包括：

　　·電池最小保護電壓設置不正確。

　　·負載小，長時間小電流放電。

　　智能過放低壓報警

　　在并聯冗余系統中，由輕負載和長時間的小電流放電引起的過放電是很常見的。這是因為，在設計系統時，華為UPS的容量有一定的余量，而在配備電池時，通常需要根據滿載進行設計。實際上，負載通常僅達到華為UPS容量的30％左右。根據這種情況，如果設計的系統備用時間為30分鐘，則實際放電時間可以達到約4個小時，這很容易導致電池過放電。

　　可以通過校正相關設置來糾正設置最小保護電壓的錯誤，但是不能解決由小負載和長時間小電流放電引起的過放電。因此，更高級的保護方法是：華為UPS可以根據負載情況動態調整電池的最小保護電壓。

　　華為UPS具有智能過放保護功能。其內置的微處理器會根據電池的放電電流自動調節關閉電壓，從而保護電池免受過放電損壞。其原理如圖2所示。

　　4.備用時間顯示和低電壓報警

　　當華為UPS由于各種原因切換到電池供電時，用戶需要及時了解系統備用時間并采取適當的措施。當電池電壓下降到下限時，警報會通知用戶，然后自動關閉以防止電池深度放電。

　　電池放電后，華為UPS會根據電池類型，電池容量，浮動充電電壓等數據實時計算電池的備用時間，電池電壓過低的預警值和系統關機的最小值，電池的最小放電電壓等，并結合當前的負載情況。每30秒計算一次更新，以消除由負載變化引起的誤差并確保檢測精度。備份時間在LCD控制面板上實時顯示。

　　當電池電壓達到電池預警低電壓時，華為UPS聲音警報頻率將加快。使用華為UPS提供的電源管理軟件Powershield，可以順序關閉網絡設備。警告時間等級是5分鐘，可以在2到254分鐘的范圍內設置。電池警告低壓和警告時間是兩個獨立的參數。當電池供電時間小于警告時間值或電池電壓低于警告電壓設置值時，將發出警報。

　　此外，華為UPS還具有在并聯運行時共享電池組的功能。借助以上先進的智能電池管理功能，華為UPS可以有效地延長電池壽命，提高整機的可靠性，并且可以輕松地集成到網絡設備中。
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