连续电池监测可以提高UPS可靠性、降低成本

440V的电压。电压存在相当大的波动，因为电池组配置不正确：这一点将在下文进行讨论。

图中明确地指出，一个电池单元提供的电压为2V，而不是标称的2.2V。虽然电池提供的电压比预期的低，不过这种差别相对较小（在正常接受范围内），而且是稳定的。这种特性很典型，采用输出电压作为电池即将失效的指标不再可靠，因为电压值可以保持在阀值范围内，因此不会触发报警。这就是发生在这个例子中的；在收集这些数据时，监测系统用于*估定期维护方案的有效性，而不是用于警告潜在的问题。由于没有采取任何措施，该电池单元后来在图2所覆盖的时期内严重失效；水平轴表示测试进行的日期。不过，在失效点（电池单元电压下降至0.7V）以前，故障电池组的电压从本质上保持恒定，没有任何即将失效的迹象。最后，维护人员在11月更换了该单体电池，随后电压恢复到整个电池阵列的平均值水平。

图2：电池单元彻底失效－失效前电压几乎没有降低

这些证明，输出电压不能准确预告可能发生的失效：而另一个参数阻抗才是更好的指标。如图3所示，图形表明阻抗在6月份呈上升趋势，到7月初该值增长了20％以上。这种趋势很容易表明：对阻抗进行测量可以在电池失效前3个月就能发现问题。利用该数据，可以在定期预防维护过程中更换该电池，而无需等它劣化致失效。

图3：对电池单元阻抗轨迹的回顾调查证明，阻抗是更好的失效预测指标

在线阻抗测量

电压测量很简单，电池单运行时即可进行；利用最新监测技术，阻抗也可以采用非干扰式方法准确测量。这些图形叠加显示了进行定期测量的监测系统的输出，结果位于浮充电压上方，是一种特定频率特性的校准波形。在这些频率下测量的电压和电流反映了电池组的基本性能。测试的波形体现了电池单元性能的任何潜在变化，不过尽管如此，只考虑测试电压给出的警告有限，直到失效点。

对电池进行持续监测还为提高UPS的可靠性提供了其他有用信息。如图1所示，很显然有许多充电/放电周期（通过电压轨迹上的脉冲体现）。尽管所有电池组都需要进行调节，但是这个电池组的放电过于频繁，每月放电4-5次。同时，进行一定的电池调节可以延长寿命，但过多的放电周期会降低寿命：正常配置放电周期为每年两到三次。通常情况下，电池单元质保使用寿命为20到50个周期。在这种情况下，我们在考虑电池仅仅几个月后就可能超过这个质保，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担保多几倍的放电周期。

现场频繁的充电/放电周期是由于安装人员将UPS设置在试运行模式而造成的，这种模式使电池频繁地循环充电以便进行测试。这个出乎意料的常见错误会大幅度缩短电池使用寿命。在工程师连续自动监测中，错误设置可能表现不明显，但是产生的问题却很明显。

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

图4：采用同一系统收集温度监测数据，超出温度范围发出警报

我们发现，通过监测系统对电池进行长期的监测 ，除了使工程师现场巡查更高效而降低成本之外，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失效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：特别是可能明显缩短电池寿命的不正确充电/放电频率。监测可以测量环境条件，从而确保电池寿命不会因为高温的影响而缩短。

监测可使电池的寿命达到最长，通过确保无需过早更换电池组，以及确保对劣化电池进行早期觉察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并且节省了资金。尽管UPS之类的关键系统通常节省成本不是第一目标，但是用户将系统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，还能够提高系统的可靠性。