蓄电池是UPS 系统中的一个重要组成部分，它的优劣直接关系到整个UPS系统的可靠程度。同时，它的价格比较高，一般占UPS系统成本的1／4—1／3。实践证明，蓄电池的故障占UPS系统总体故障的40％以上，它是整个UPS系统中平均无故障时间(MrIBF)Zui短的器件之一。因此，UPS 电池的选择和充电模式的研究，不仅关系到经济成本问题，还直接影响UPS电源的不间断供电。
l UPS电池的种类和工作原理
UPS要求所选用的蓄电池必须具有在短时间内输出大电流的特性。目前，在线运行的蓄电池基本上有两种，它们都属于铅酸蓄电池。
1． 防酸隔爆铅酸蓄电池
这种电池在早期的UPS系统中使用较多，只要维护得当，会有较长的使用寿命，但由于在运行中存在大量的电解液水分散失，需经常性地测量电解液的温度、密度，往电池内部添加蒸馏水，维护工作量极大，现在的UPS系统中已很少配用。
电池化学反应式如下：
PbO2+2H2SO4+Pb = PbSO4+2 H2O+PbSO4
由此化学反应式得知，铅酸蓄电池在放电之后，电解液因与正负极板生成PbSO而耗用硫酸，其结果电解液比重下降。反之充电时，正负极板之硫酸铅中之硫酸渐渐被释出，电解液硫酸浓度逐渐加大而比重上升。通常一般铅酸电池于充电末期，正负极板都已还原成二氧化铅及海绵状铅，此后之充电几乎是在电解电解液之水而生成氧气(阳极)及氢气(阴极)逸出，其结果电解液减少，此所以为一般液式铅酸电池需要经常补水之原因。
2． 阀控式密封铅酸蓄电池(VIqLA)
因其体积较小，密封性能好、绝少维护而被广泛应用于各类UPS电源中。VRLA防止电池内部电解液流动有两种技术方法：一种技术是将硫酸电解液与SiO：胶体混合后充满电池内部，制成胶体电池(简称GEL)。这类产品产量较低，约占VRLA电池总量的15％ ；另一种技术是利用超细玻璃棉将电解液不饱和地吸附住，制成吸液式电池或贫液式电池(简称AGM)。由于后者具有较好的大电流放电性能，在UPS系统中较多采用，国内厂家也大多生产AGM 蓄电池。
一般阀控式密封铅酸蓄电池工作过程中阳极产生氧气，而阴极尚未变成海绵状铅，亦即尚未充电完成，所以并未产生氢气，此时阳极产生之氧气迅速与阴极作用还原成水，是故水份不损耗，此即阀调式铅酸电池免保养理由。
2 UPS电池的性能指标
① 容量：表示电池在充满电的情况下的储能多少，用放电电流与放电时间的乘积来表示。C窖量(C)=I放电电蠢(A)×T城电时问(h)
② 放电功率：表示放电至终止的电流的大小或时间的快慢，可用电流来表示。如一个6.5AH的电池，充满之后以325mA恒流放电，经过20小时后达到其放电终止电压，放电率若以电流来表示则为0.325安率；若以放电时间来表示则为20小时放电率。
③放电电流：放电电流就是电池的输出电流，它除了用安培来表示外，通常也用电池的容量乘以某个系数来表示。如对于6.5AH 的电池，0.1C的放电电流的实际值为0.1×6.5=
0.65A。
④放电终止电压：表示电池不允许再放出电能时的电压，通常为1．75V／单格。
⑤标称容量：表示在20小时放电率下所测定的容量。
⑥自放电率：电池在不用时其内部也会消耗能量，一般以×××C／天来表示，如0．08C／天。
3 UPS电池的容量选择
蓄电池容量的确定是UPS 系统设计的重要内容。过高和过低的电池容量对于UPS 系统的运行都是不利的。容量过高，则增加投资成本，且易导致电池小电流深放电，造成电池性的损坏；容量过低，则不能满足负载不间断供电的要求，且大电流的充放电将缩短电池使用寿命。所以，正确选择与UPS 容量和负载容量相适应的蓄电池容量是控制UPS 系统投资成本，保证不间断供电可靠性的关键。
3.1 蓄电池放电时间的确定
UPS 根据后备时间可分为标准型和长效型两种。一般来说，标准型机内带有电池组，在停电后可以持续较短时间的供电，一般不超过25rain；长效型机内不带电池，用户可外接多组电池，以满足长时间停电时持续供电的需要，一般满载配置可达数小时以上。
UPS电池后备时间确定的主要依据是市电供电类别。不同的供电类别，蓄电池的后备时间是不同的。一类市电供电的UPS，可按后备时间0.5h- 1h配置；二类市电供电的UPS，可按后备时间1h- 2h配置；三类市电供电的UPS，可按后备时间2h-8h配置；四类市电供电的UPS，可按后备时间8h-10h配置。然而，电池后备时间受电池成本、安装空间、回充时间等因素的限制，大多数UPS电池后备时间以不超过2h为宜。在电力环境较差、停电较频繁的地区，可以采用UPS与发电机配合供电的方式，提高UPS供电可靠性。
3.2 UPS电池容量计算
掌握UPS电池的容量计算方法，对选购电池很有帮助。UPS电池容量在负载一定时，可依下列公式计算：
C=W*T/(Ef *η*Vf)
C：电池容量(Ah)
W：负载容量(W)
T：放电时间(h)
Ef：机器转换效率(约0.6～0.75)
η： 电池放电效率(约0.7～0.8)
Vf ：机器截止电压
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3)内阻(电导)测量
阀控蓄电池的故障,如板栅腐蚀、接触不良、活性物质可用量减少等集中表现于蓄电池内阻的增大、电导的减小,因此,电导或电阻的高低可提供反映蓄电池故障和使用程度的有效信息。
目前国际上流行一种用电导测试的方法检测电池的内阻来藉此判断电池的实有容量。电导,即内部电阻的倒数,是指传导电流的能力,它反映了电阻的大小。测试方法是用交流发电装置向蓄电池单体或蓄电池组注入一个低频20～30Hz或60Hz的交流信号,测量通过电池的交流电流和每只蓄电池两端的交流电压,然后计算出I/U或Uac/Iac比率,即可得出蓄电池的电导或电阻值,并显示这个值。这一测试理论认为剩余容量和电池内阻有一定的固定关系,特别是在剩余容量不足50%时,会迅速下降,因而根据电池的电导或电阻值来判断电池容量有很好的一致性。
然而阀控电池的电阻组成是复杂的,包含了电池的欧姆电阻,浓差极化电阻,电化学反应电阻及双层电容充电时的干扰作用。在不同的量测点和不同的时刻测得的电阻值包含的组成也是不同的。另外由于内阻值为毫欧级,所以连接电缆、测试夹具、测试仪性能等都会对内阻测量产生较大的干扰,内阻值的真实性和准确性怎样得到保障,这是需要大量实践来确定的。
在目前没有机构或国家标准证实的情况下建议将内阻(电导)测量方式作为一种辅助测试手段判别电池性能。
3 常用测试手段
(1)在线监测
目前使用较多的蓄电池在线监测装置是电池巡检仪，采集电池的电压、电流和温度,通过直流充电设备的监控器可显示各单节电池电压，判断故障电池的编号且给出报警，并测量出每节电池内阻的特性曲线，极大的方便了用户的日常维护，提高了工作效率，保障了数据采集的准确性和实时性。
另外有些厂商推出了便携式电导测试仪,可在蓄电池运行状态下测量蓄电池电导,根据电导的变化判断蓄电池的容量变化。这对工程技术服务人员来说是非常方便的。
(2)蓄电池容量测试
当UPS和直流盘运行时,在退出来的蓄电池组或备用的蓄电池组进行活化和核对性放电时,可以采用专门的蓄电池容量测试设备。蓄电池的充放电电流、充放电终止电压、单体终止电压、充放电时间都可调可控,同时可以测量记录单体和整组电池的电压、内阻,数据采集周期可以设置到秒级,只要单体终止电压、整组终止电压、充放电时间有一项达到设置值时,测试设备就会自动停止工作,保障蓄电池的安全。新型容量测试仪采用的内置放电负载,没有以往电热丝的笨重和红热现象,极大的方便了工程技术人员的现场使用,取消了使用老式负载对环境和空间的要求,Zui主要的是放电过程中的安全性得到了极大的提高。
4 蓄电池维护保养措施
通过对蓄电池常见问题和测试方法的总结,提出以下维护保养措施。
(1)蓄电池维护应严格按照国家、行业标准规定的项目及周期进行,对性能有怀疑和运行多年的蓄电池应缩短维护保养周期,有蓄电池生产厂家技术参数时,其性能合格标准参照厂家数据,无厂家数据时依据国家和行业标准。
(2)核对性放电试验比较客观地反映了蓄电池容量,是Zui直观和重要的手段,电池内阻或电导测试可以作为辅助手段,或者作为运行中对蓄电池进行监视的一种方式,但不可以替代核对性放电。
(3)做好投运前、日常和历年蓄电池维护测试的数据记录并妥善保管,可以作为判断蓄电池性能好坏、故障分析的依据。对性能下降较快的蓄电池及早进行活化或更换,避免蓄电池失效对生产的影响。
(4)定期检查蓄电池的外观有无异常变形和发热,仔细检查安全阀的周围是否有被喷射的污点,以此确定安全阀是否拧紧或损坏。
(5)蓄电池因单只容量不够需更换时,只能一次性全部更换,不能仅把性能指标不够的蓄电池单独更换下来,否则会因蓄电池的内阻不平衡而影响整组电池的发挥,缩短整组电池的使用寿命。
(6)环境温度对蓄电池的放电容量、寿命、自放电、内阻等方面都有较大影响,虽然开关电源有温度补偿功能,但其灵敏度和调整幅度毕竟有限。因此,蓄电池室应安装空调设备并将温度控制在22℃～25℃之间。这不仅可延长蓄电池的寿命,还能使蓄电池有的容量。
(7)长期不用的蓄电池,在使用前一定要进行补充电,不同厂家、型号的电池禁止混用。■