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华为UPS电池的智能化管理

发布时间:2019-10-09 10:06:53

  作为华为UPS系统中的能量存储设备,当市电中断或市电质量超出电气设备的允许范围时,电池可用于向负载提供电能。它是华为UPS系统的关键设备之一。电池也是昂贵的消耗品。因此,如何合理地使用和管理电池以延长其使用寿命一直是华为UPS制造商研究和改进的课题。随着科学技术的发展,华为UPS电池管理趋于更加科学,严格和智能。结合电池管理功能的特点,介绍了华为UPS的高级智能电池管理功能。

  1.智能充电功能

  电池充电性能是影响电池寿命的重要因素之一。早期的华为UPS和一些小功率华为UPS仅控制充电电压,而不控制充电电流。因此,在电池充电的初期,由于电池端子电压与充电电压之间的电压差大,因此容易因过大的充电电流而损坏电池。智能充电管理可以根据使用条件和环境自动调整充电机制,从而为电池创造良好的工作条件,有效地延长电池的使用寿命。

  华为UPS充电原理

  显示了华为UPS的充电原理。SH2是电池充电电流传感器,可以通过调节整流器的输出电压(即电池的充电电压)来控制电池的充电电流。

  (1)能够适应不同类型电池的充电管理

  华为UPS支持多种电池用途。根据电池类型,充电机制将自动调整和更改。安装电池后,只需在控制面板中输入电池类型。

  阀控密封铅酸蓄电池

  首先采用恒流充电,然后采用恒压充电。在充电开始时,充电电流相对较大。根据配置的电池容量,华为UPS会自动将充电电流限制为0.1c〜0.2c(用户可以通过控制面板对其进行调整),以恒定电流对电池充电,以确保安全快速地充电。当电池容量达到80%时,华为UPS变为浮动充电电压,以恒定电压对电池充电。
  (2)开放式铅酸蓄电池

  采用均衡电荷和浮动电荷的充电方法。开放式铅酸电池对充电电流没有严格的要求。为了尽快完成电池的充电,充电电压会自动调整为平均充电电压。当电池容量达到80%时,华为UPS变为浮动充电电压,以恒定电压对电池充电。

  (3)镍铬电池

  工厂可以根据用户需要调整设备,也可以用于镍铬电池。

  (2)具有浮动充气压力温度补偿功能

  根据电池特性,当环境温度升高时,电池的内阻会降低,如果充电电压保持不变,则充电电流将增加,从而导致电池过度充电。相反,当温度降低时,如果充电电压保持不变,则容易造成电池不足。过度充电和不足会影响电池寿命。铅酸蓄电池的额定工作温度范围是10℃〜30℃,在15℃〜25℃的范围内,充电电压不需要随温度的变化而调节,如果工作温度不在此范围内,则充电电压应随温度的变化自动调节。

  华为UPS具有浮动充电压力温度补偿功能。通过在电池组现场安装温度传感器,华为UPS会实时获取电池的环境温度数据,并根据电池环境温度的变化自动调整浮动充电压力。温度调节系数为-5mv/CELL/℃,可以在-3mv〜-8mv/CELL/℃的范围内设置。数据显示,当华为UPS在30℃下工作时,无论是否具有温度补偿功能,电池寿命都可以相差30%。

  2001年5月1日实施的国家通信行业华为UPS标准明确要求华为UPS具有浮动充电电压温度补偿功能。

  2.电池自动检测功能

  目前,大多数大容量华为UPS均已设计并配备了此功能,其主要目的是检查电池性能以及电池电路是否正常。基本原理是:通过强迫电池放电,电池在一定时间段内检测到放电电流和电压降。然后,将其与存储在华为UPS中的放电曲线进行比较,得出电池的当前质量状态。

  华为UPS制造商在测试技术上有所不同。

  (1)在强制电池放电中,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输出电压。显然,后者是更先进和可靠的,因为该检测方法不会由于电池或电池电路的故障而导致输出功率故障。

  (2)就测试程序而言,大多数华为UPS将测试间隔设为3到6个月;每次测试的放电时间为6分钟,即电池容量的20%〜25%。一些华为UPS采用恒定功率放电,并且由于不受负载波动的影响,因此参数更加精确。但是,这样做的问题是,当华为UPS负载的功率小于测试所需的功率(例如25%)时,将无法执行电池测试过程。

  华为UPS已设计并安装了电池接触器,并且华为UPS会自动控制电池访问系统,以避免因电池开关的合闸时间不正确而造成人为错误。电池测试应通过降低整流器的输出电压来进行,以确保华为UPS在电池测试过程中的可靠性,并且测试时间应持续6秒钟。在以下情况下,电池测试将自动执行:

  系统启动后60秒

  切断电源时

  恢复供电后24小时

  测试失败后60秒

  手动指令

  每次放电测试后,华为UPS都会记录和分析测试数据并显示分析结果。
  值得注意的是,与传统方法相比,华为UPS的电池检测在以下几个方面是独一无二的:

  (1)测试频率高,每24小时一次。这样可以使用户及时掌握电池的运行情况,在电池性能下降的迹象上进行维护处理。它避免了在测试间隔(3-6个月)内电池性能迅速下降甚至完全损坏的可能性。由于传统测试过程中的放电时间长且电池放电容量大(20%),因此无法进行此类频繁的测试,否则会影响电池的使用寿命。

  (2)测试时间短,每次仅6秒,基本没有电池容量消耗。这样,即使在电池测试后立即断电,华为UPS的备用时间也不会丢失。

  3.自动过放电保护

  当电池放电至最小保护电压时,电池一直处于深度放电状态。过度放电是造成电池损坏的重要原因之一。电池过放电的原因主要包括:

  ·电池最小保护电压设置不正确。

  ·负载小,长时间小电流放电。

  智能过放低压报警

  在并联冗余系统中,由轻负载和长时间的小电流放电引起的过放电是很常见的。这是因为,在设计系统时,华为UPS的容量有一定的余量,而在配备电池时,通常需要根据满载进行设计。实际上,负载通常仅达到华为UPS容量的30%左右。根据这种情况,如果设计的系统备用时间为30分钟,则实际放电时间可以达到约4个小时,这很容易导致电池过放电。

  可以通过校正相关设置来纠正设置最小保护电压的错误,但是不能解决由小负载和长时间小电流放电引起的过放电。因此,更高级的保护方法是:华为UPS可以根据负载情况动态调整电池的最小保护电压。

  华为UPS具有智能过放保护功能。其内置的微处理器会根据电池的放电电流自动调节关闭电压,从而保护电池免受过放电损坏。其原理如图2所示。

  4.备用时间显示和低电压报警

  当华为UPS由于各种原因切换到电池供电时,用户需要及时了解系统备用时间并采取适当的措施。当电池电压下降到下限时,警报会通知用户,然后自动关闭以防止电池深度放电。

  电池放电后,华为UPS会根据电池类型,电池容量,浮动充电电压等数据实时计算电池的备用时间,电池电压过低的预警值和系统关机的最小值,电池的最小放电电压等,并结合当前的负载情况。每30秒计算一次更新,以消除由负载变化引起的误差并确保检测精度。备份时间在LCD控制面板上实时显示。

  当电池电压达到电池预警低电压时,华为UPS声音警报频率将加快。使用华为UPS提供的电源管理软件Powershield,可以顺序关闭网络设备。警告时间等级是5分钟,可以在2到254分钟的范围内设置。电池警告低压和警告时间是两个独立的参数。当电池供电时间小于警告时间值或电池电压低于警告电压设置值时,将发出警报。

  此外,华为UPS还具有在并联运行时共享电池组的功能。借助以上先进的智能电池管理功能,华为UPS可以有效地延长电池寿命,提高整机的可靠性,并且可以轻松地集成到网络设备中。

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