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如何將UPS電源中電池組的壽命最大化？


通過對UPS電源維修工作中各種故障的統計可以得出這樣的結論：后備式UPS電源，由電池引發的故障超過了總故障的50％。在線式UPS電源，因為它的電路設計合理，驅動功率元件容量所取的余量大，因而電源電路故障率很低，相比之下，由電池組所引發的故障率上升至60％以上。可見，正確地使用和維護好電池是延長電池組壽命、降低UPS電源總故障率的關鍵因素之一。
1、定期檢查
定期檢查各單元電池的端電壓和內阻。對12V單元電池來說，在檢查中如果發現各單元電池間的端電壓差超過0.4V以上或電他的內阻超過80mΩ以上時，應該對各單元電池進行均衡充電，以恢復電池的內阻和消除各單元電池之間的端電壓不平衡。均衡充電時充電電壓取13.5～13.8V即可。經過良好均衡充電處理的電池絕大多數都可將其內阻恢復到30mΩ以下。
UPS電源在運行過程中，由于各單元電池特性隨時間變化而產生的上述不均衡性是不可能再依靠UPS電源內部的充電回路來消除的，所以對這種特性已發生明顯不均衡性的電池組，若不及時采取脫機均充處理的話，其不均衡度就會越來越嚴重。
2、重新浮充
UPS電源停機10天以上，在重新開機之前，應在不加負載的條件下啟動UPS電源以利用機內的充電回路重新對蓄電池浮充10～12h以上再帶載運行。
UPS電源長期處于浮充狀態而沒有放電過程，相當于處在“儲存待用”狀態。如果這種狀態持續的時間過長，造成蓄電池因“儲存過久”而失效報廢，它主要表現為電池內阻增大，嚴重時內阻可達幾Ω。
我們發現：在室溫20℃下，存儲1個月后，電池可供使用的容量為其額定值的97%左右，如果儲存6個月不用，它的可使用容量變為額定容量的80％。如果儲存溫度升高，它的可使用容量還會降低。
因此建議用戶最好每隔20°C個月有意地拔掉市電輸入，讓UPS電源工作于由蓄電池向逆變器提供能量的狀態。但這種操作不宜時間過長，在負載為額定輸出的30％左右時，約放電10min即可。
3、減少深度放電
電他的使用壽命與它被放電的深度密切相關。UPS電源所帶的負載越輕，市電供電中斷時，蓄電他的可供使用容量與其額定容量的比值越大，在此情況下，當UPS電源因電池電壓過低而自動關機時電池被放電的深度就比較深。
實際過程如何減少電池被深度放電的事情發生呢？方法很簡單：當UPS電源處于市電供電中斷，改由蓄電池向逆變器供電狀態時，絕大多數UPS電源都會以間隙4s左右響一次的周期性報警聲，通知用戶現在是由電池提供能量。當聽到報警聲變急促時，就說明電源已處于深度放電，應立即進行應急處理，關閉UPS電源。不是迫不得以，一般不要讓UPS電源一直工作到因電池電壓過低而自動關機才結束。
4、利用供電高峰充電
對于UPS電源長期處于市電低電壓供電或頻繁停電的用戶來說，為防止電池因長期充電不足而過早損壞，應充分利用供電高峰（如深夜時間）對電池充電以保證電池在每次放電之后有足夠的充電時間。一般電池被深度放電后，再充電至額定容量的90%至少需要10～12h左右。
5、注意充電器的選用
UPS電源用的免維護密封電池不能用可控硅式的“快速充電器”進行充電。這是因為這種充電器會造成蓄電池同時處于既“瞬時過流充電”又“瞬時過壓充電的惡劣充電狀態。這種狀態會使電池可供使用容量大大下降，嚴重時會使蓄電池報廢。在采用恒壓截止型充電回路的UPS電源時，注意不要將電池電壓過低保護工作點調得過低，否則，在它充電初期容易產生過流充電。
當然，最好選用既具有恒流，又有恒壓的充電器對其進行充電。
6、保證電源環境溫度
電池可供使用的容量與環境溫度密切相關。一般情況下，電池的性能參數都是室溫為20℃條件下標定的，當溫度低于20℃時，蓄電他的可供使用容量將會減少，而溫度高于20℃時，其可供使用的容量會略有增加。不同廠家不同型號的電池受溫度影響的程度不同。據統計，在-20℃時，蓄電池可供使用容量只能達到標稱容量的60％左右。可見溫度的影響不可忽視。
7、結語
當然，要延長電池組的使用壽命不但在維護使用上要注意，而且在選擇時就應充分考慮負載特性（電阻性、電感性、電容性）及大小。不要長期使電池處于過度輕載運行，以免電池放電電流過小導致電池報廢。

目前我國的電力狀況？
目前，我國僅有少數地區剛剛解決了電力緊張的問題，大部分地區和大城市還面臨著電力供應緊張的迫切問題，供電質量更是不能得到保證。但即使是在早已實現電氣化的美國和其它西方國家，電網的質量也遠非可靠。由于電網本身的質量有問題與各種偶然因素的作用，電壓浪涌，電磁噪聲，持續電壓偏高，持續低壓等電網不良現象在發達國家也是常事，甚至還可能發生短時間停電。來自電網的不良\因素還有，電源電壓瞬時或長時間的下陷、浪涌和中斷；電源頻率的漂移和不穩；電源輸入波形畸變；各種尖峰干擾和噪音…等。這一切對于高精度的敏感儀器和不能中斷的設備來說是非常嚴重的。例如：計算機在工作時停電或者是有一個比較大的電壓低落，就可能造成內存上的信息被沖掉及硬盤數據丟失的后果。在醫院里，電子醫療設備如果因為停電而停止工作，對病人的影響是致命的。事實上，在造成數據丟失的各種因素中，電源故障以45．3％的機率居首位，其它幾種主要的因素分別是：暴風雨9.4％、火災8.2％、硬軟件故障8.2％、洪水6.7％、地震5.5％。

鉛酸電池替代空間將逐漸顯現
     高工鋰電提供的數據顯示，2013年我國鋰電池正極、負極、隔膜、電解液四大材料生產企業數量總共有336家，比2012年增加21家（新增30家，退出9家）。2013年新增材料企業數量不如前幾年，反映出鋰電材料的投資增長趨緩，投資更多的流向中下游。
 
需要注意的是，今年電池上游材料和設備價格都出現快速下降的趨勢，一方面這有利于降低電池整體制造成本，另一方面造成低端產品泛濫，階段性產能過剩嚴重，行業競爭加劇。
 
正極材料方面，近幾年正極材料領域資本投入規模超前，大規模的投資熱潮直接導致階段性的產能過剩。高工鋰電預計，到2015年，巨大的規劃產能釋放意味著至少夠50億部iPhone5或者300萬輛純電動車一年的使用量。隨著產能釋放，企業之間的惡性競爭將愈演愈烈，各種材料價格都出現大幅度下降。投資過熱的后果就是造成大部分企業負債率提高，庫存高企，預計價格競爭將會更加激烈。
 
負極材料方面，2013年天然石墨的價格下降20%左右，人造石墨價格下降15%，隨著江西紫宸、江西正拓、湖州創亞等一批企業新建產能的投放，2014年的價格競爭將會更加激烈。常規石墨負極材料的倍率性能已經難以滿足動力電池的功率要求，硬碳和鈦酸鋰等材料可能是新的發展方向。未來市場需求的不斷擴大是鋰電企業不斷擴張的內在動力，鋰電池負極材料行業新進入者較少，多以現有企業產能擴張投資為主。
 
2013年，大部分電解液企業的產品價格下降在30%以上。表面上看是由成本下降導致，實質是產能過剩加同質化競爭的必然結果。在眾多電解液廠中，只有國泰華榮的毛利率提升10%左右，主要是他的客戶主要集中在LG、三星、索尼、松下、光宇等。
 
可喜的是，鋰電設備國產化速度正在加快。市場競爭逐步從過去的價格競爭向性能、技術競爭過渡。對于企業來說，新工藝和差異化設備定位將成為設備領域市場分化的主要趨勢。預計未來幾年國產設備行業將受到下游市場利好帶動，保持30%左右的穩定年均復合增速，并逐步擠壓進口設備的市場空間。
 
參會企業多認為，隨著新一輪新能源汽車補貼政策出臺，中國新能源汽車市場將進入活躍階段。但是同時也面臨一些風險，包括參與企業數量過多、產業投資過熱、產能結構性過剩以及終端市場需求低于預期等不利問題仍然突出。
 
隔膜進口替代空間大
 
隔膜是鋰電池非常重要的一種材料。我國目前進口隔膜預計在1.2億平方米左右，所占比例已經由前幾年的75%下降為50%左右。但進口隔膜價值要遠遠高于國產隔膜，國產隔膜市場規模約為8億元左右，且主要集中在中低端市場。
 
截至目前，公布進入隔膜領域的企業多達40多家，公布的產能近8億平方米，遠遠超過全球的總需求量。但目前實際在市場上有產品的企業不到20家，真正得到用戶認可的不足10家。在目前已經形成產能的企業中，有三分之一以上的產能是采用干法雙拉工藝，和國際接軌的能夠將干法單拉和濕法隔膜做好做穩定的企業少之又少。
 
滄州明珠隔膜事業部總經理谷傳明介紹，大量企業一擁而上導致競爭十分激烈，隔膜企業毛利率不斷下滑，目前已經從過去的暴利產品變成一個普通產品。但是隔膜又是一種非常特殊的產品，鋰電市場不會由于隔膜的降價而大增，幾年后可能將會有超過半數的鋰電隔膜企業倒閉。
 
能夠進入國際主流鋰電企業的供應鏈，成為衡量隔膜企業水平的最重要指標。隨著中國隔膜企業水平的提高以及國際上鋰電企業降低成本的要求，那些走在最前面的中國隔膜企業將會逐步進入國際主流鋰電企業的供應鏈，機遇多于挑戰。
 
新鄉市中科科技有限公司研發中心主任荊正軍認為，高端市場是國內隔膜企業的競爭點。面對高端隔膜市場份額，國產隔膜的發展空間巨大。
 
動力和儲能市場待打開
 
企業多認為，動力電池市場和儲能市場需求的釋放未來將成為鋰電池需求新的增長點。與此同時，隨著鋰電池材料價格持續下降帶來的鋰電池價格的下降，鉛酸電池的替代空間也將逐漸顯現。
 
應用市場的利好驅動，仍是未來幾年鋰電池產業步入快速成長期的關鍵因素。盡管數碼類鋰電池市場格局已經基本形成，但是移動電源、智能手機、平板電腦等新興需求市場，仍在催生數碼類鋰電池不斷出現新機會。新一輪新能源汽車補貼政策的正式出臺以及國家對新能源領域的大力支持等政策的利好，也驅動動力鋰電池行業未來幾年市場前景日趨明朗。
 
天津巴莫科技股份有限公司總經理吳孟濤認為，電動汽車啟動時間低于預期，但電動自行車和電動工具等小型鋰電市場已經啟動。需要把握動力鋰電池細分領域的特點和行業推動力，目前消費電子類產品增速相對穩定，整合行業增量看點在于動力電池。
 
在電動汽車市場，現有的鋰電池與整車制造技術已經不再是限制其發展的主要困難，技術方面的難題可以通過更好的商業模式進行規避。在市政公共交通領域，從實際運營情況來看，這些新能源汽車不僅在技術上實現了穩定可靠的運行，在商業模式上也證明其相對低廉的成本。
 
鋰電池儲能市場前景同樣樂觀，已經吸引越來越多的企業參與進來。高工鋰電統計數據顯示，今年前三季度我國儲能電池市場規模為15.6億元，同比增長46%，預計全年市場規模將達到20億元，同比增長43%。預計到2016年儲能鋰電池規模將達到45億元，比2012年增長321%。

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為什么要用易事特UPS？
有一個常見的錯誤概念，認為我們使用的市電，除了偶爾發生的斷電事故，是連續而且恒定的，其實不然。市電系統作為公共電網，上面連接了成千上萬各種各樣的負載，其中一些較大的感性、容性、開關電源等負載不僅從電網中獲得電能，還會反過來對電網本身造成影響，惡化電網或局部電網的供電品質，造成市電電壓波形畸變或頻率漂移。另外意外的自然和人為事故，如地震、雷擊、輸變電系統斷路或短路，都會危害電力的正常供應，從而影響負載的正常工作。根據電力專家的測試，電網中經常發生并且對電腦和精密儀器產生干擾或破壞的問題。
    主要有以下幾種：
    1、電涌（power surges）：指輸出電壓有效值高于額定值110％，而且持續時間達一個或數個周期。電涌主要是由于在電網上連接的大型電氣設備關機時，電網因突然卸載而產生的高壓。
    2、高壓尖脈沖（high voltage spikes）：指峰值達6000v，持續時間從萬分之一秒至二分之一周期（10ms）的電壓。這主要由于雷擊、電弧放電、靜態放電或大型電氣設備的開關操作而產生。
    3、暫態過電壓（switching transients）：指峰值電壓高達 20000V，但持續時間界于百萬分之一秒至萬分之一秒的脈沖電壓。其主要原因及可能造成的破壞類似于高壓尖脈沖，只是在解決方法上會有區別。 
    4、電壓下陷（power sags）：指市電電壓有效值介于額定值的80％至85％之間的低壓狀態，并且持續時間達一個到數個周期。大型設備開機，大型電動機啟動，或大型電力變壓器接入都可能造成這種問題。 
    5、電線噪聲（electrical line noise）：系指射頻干擾（RFI）和電磁干擾（EFI）以及其它各種高頻干擾。馬達的運行、繼電器的動作、馬達控制器的工作、廣播發射、微波輻射、以及電氣風暴等，都會引起線噪聲干擾。
    6、頻率偏移（frequency variation）：系指市電頻率的變化超過3Hz以上。這主要由應急發電機的不穩定運行，或由頻率不穩定的電源供電所致。 
    ７、市電中斷（power fai1）：指市電中斷并且持續至少兩個周期到數小時的情況。其產生原因有：線路上的斷路器跳閘、市電供應中斷、電網故障。 
    對于電腦來說，顯示器及主機工作都需要正常的電力供應。尤其是內存，對電源的要求更高。它是一種依賴電能的存儲設備，需要不斷地刷新動作來保持存儲內容。一旦斷電，所保存的內容立即消失。如果非正常斷電，導致內存中的信息來不及保存到硬盤等存儲設備上，就會造成信息因完全丟失或變得不完整而失去價值，從而浪費大量的工作精力、時間、甚至造成巨大的經濟損失。而UNIX這樣的操作系統，如果不正常關機，內存中的系統信息沒有回寫到硬盤上，還可能造成系統崩潰，無法再次啟動。此外，電腦中的硬盤，雖然應用的是磁存儲介質，不會因斷電而損失信息，但突然的電力故障會使正在進行讀寫工作的硬盤物理磁頭損壞，或者系統文件在維護文件系統時，造成文件分配表錯誤，從而造成整個硬盤的報廢。另外，現在的操作系統大都能設置虛擬內存，由于突然的斷電，使系統來不及取消虛擬內存，從而造成硬盤中的“信息碎片”，不僅浪費了硬盤存儲空間，還會導致機器運行緩慢。電腦電源是一種整流電源，過高的電壓可能會造成整流器燒毀。而電壓尖脈沖和暫態過電壓以及電源雜訊等干擾都可能通過整流器進入主機板，影響機器的正常工作，甚至燒毀主機線路。總之，電力問題是計算機工作的重大威脅。但是隨著計算機和網絡應用的日益重要和廣泛，安全可靠的電源已是網絡設計和管理人員不得不認真面對的重要問題。“需要是社會發展的第一推動力”，在這種背景下，UPS（不間斷電源）應運而生，并伴隨電力電子技術的發展，不斷推陳出新，在十數年間，不僅造就了一個嶄新的產業，而且隨著時間的推移更將有蓬勃的發展和燦爛的前景。

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使用竅門：易事特蓄電池放電完成后注意事項
 
易事特蓄電池放電完成后注意事項：
 
我們在使用易事特蓄電池的時候有時候放完電之后沒有及時充電，導致電池出現虧電現象，下次再重新使用的時候不能正常充上電，所以我們工程師給大家的建議是蓄電池在放電后應立即充電。
 
一個帶負載放電至低電狀態的電池，在放電后72小時內必須重新充電，以避免電池損壞。UPS在閑置不用時，應斷開連接的電池，否則在幾天至一周的時間內會導致連接的電池過放電而損壞， 如果蓄電池在放電后很長時間沒有重新充電，將會導致極板的氧化，也即是大量的晶體或固化的硫酸鉛留在電池金屬極板上，常用的充電方法將很難或不能重新使硫酸鉛重新分解，這會導致電池過早的損壞。
 
所以在使用完蓄電池之后，盡量第一時間進行充電，這樣也可以延長電池的使用壽命。
誤區之一：“防雷器”只是防雷
在UPS實際應用中，經常會遇到這種情況：明明是晴空萬里，感覺不到任何雷電的現象，UPS內置的“防雷器”卻損壞了。用戶說是UPS機器質量有問題，可UPS本身卻仍然可以繼續正常工作。
如果附近沒有重型的動力設備，要想用“操作過電壓”來說服用戶，恐怕也不太容易。事實上，國外對此類普通低壓配電線路上的各種電壓浪涌情況，也有不少統計和報道。例如美國的一則統計表明：在10000小時內，在線間發生的各種電壓值浪涌的次數，超出原工作電壓一倍以上的浪涌電壓次數達到800余次，其中超過1000V的就有300余次。
可想而知，根本不需要雷電作用，要讓“防雷器”動作或損壞，是完全可能的。
誤區之二：廉價“防雷器”也防雷
不少用戶出于對相關規定的考慮，要求UPS在較低價格的條件下，也要配置“防雷器”，個別廠家為了“滿足”用戶要求，隨便裝個小壓敏電阻也稱作“有防雷”。事實上，一般小通流容量的壓敏電阻只能具備一定的過電壓防護作用，如果確實需要防雷，就必須考慮足夠的通流容量器件及相關的成本。

如何尋求電池與充電管理中的最佳平衡點 
開關模式與線性充電拓撲的對比 
傳統上來說，手持設備都使用線性充電拓撲。該方法具有諸多優勢：低實施成本、設計簡捷以及無高頻開關的無噪聲運行。但是，線性拓撲會增加系統功耗，尤其是當電池容量更高引起的充電率增加的時候。如果設計人員無法管理設計的散熱問題，這就會成為一個主要缺點。 
當 PC USB 端口作為電源時，則會出現其他一些缺點。當今在許多便攜式設計上都具有 USB 充電選項，并且都可提供高達 500mA 的充電率。就線性解決方案而言，由于其效率較低，可以從 PC USB 傳輸的“電能”量就被大大降低，從而導致了充電時間過長。 
這就是開關模式拓撲有用武之地的原因。開關模式拓撲的主要優勢在于效率的提高。與線性穩壓器不同，電源開關（或多個開關）在飽和的區域內運行，其大大降低了總體損耗。降壓轉換器中功率損耗的主要包括開關損耗（在電源開關中）以及濾波電感中的 DC 損耗。根據設計參數的不同，在這些應用中出現效率大大高于 95% 的情況就不足為奇了。 
當人們聽到開關模式這個術語時大多數人都會想到大型 IC、大 PowerFET 以及超大型電感! 事實上，雖然對于處理數十安培電流的應用而言確實是這樣，但是對于手持設備的新一代解決方案而言情況就不一樣了。新一代單體鋰離子開關模式充電器采用了最高級別的芯片集成，高于 1MHz 的使用頻率以最小化電感尺寸。圖 1 說明了當今市場上已開始銷售的此類解決方案。該硅芯片的尺寸不到 4mm2，其集成了高側和低側 PowerFET。由于采用了 3MHz 開關頻率，該解決方案要求一個小型 1μH 電感， 其外形尺寸僅為：2×2.5×1.2mm (WxLxH)。 
充電器的選擇 
電池充電器工具使得設計人員選擇正確的充電器的過程更輕松。圖 3 是 TI 網站上提供的一種工具的示例。