近年來,隨著數據中心行業的蓬勃發展,數據中心的安全問題也愈來愈受人重視,蓄電池也漸漸的成了大家關注的1個焦點。解決電池使用中的問題,需要從系統的角度去看它,才會對電池的使用、對供電的安全保障有更大的幫助。

　　圖1是1個機房的系統模型。產生停電故障時,蓄電池起到應急供電的作用。數據機房中可能90%以上的電池都很少在生命周期內碰到1次故障停電,但是電池必須時刻處于正常狀態,否則停電時電池沒法放電,后果將會非常嚴重。所以電池保持在1個健康可用的狀態,才能保證數據中心的供電安全。

　　調查顯示65%的受訪者認為UPS電池故障是致使數據中心宕機的重要緣由;2016年裝備故障致使數據中心宕機的緣由中,UPS系統故障占比最大,占到了25%;而在UPS故障緣由中,鉛酸蓄電池是致使故障主要緣由,幾率高達50%。

　　蓄電池的故障緣由其實可以分為3種:第1是質量問題,比如漏液及微短路。1般來講,UPS的接地系統應符合IEC60346標準關于低壓接地系統的規定。這就意味著對大部份UPS來講,電池組的中心線和電池架都是接地的。所以當電池組中有電池出現漏液,并且漏出的電解液流到電池架時,電池組間就會構成短路從而引發事故。而如果電池組中如果出現微短路電池,當電池放電時,微短路電池的電壓會迅速降落,從而致使備電時間不足。

　　第2個問題使用保護的問題,表1為國際電池測試保護標準。

　　雖然保護規范里的項目不多,但是由于數據機房里的蓄電池的數量龐大,少的也有上百節,多的乃至可以到達上千節。所以這些項眼光靠人去履行,總是不可能保證100%可靠的。另外還有電池的充電,不同的電池廠家對電池的充電電壓要求可能不盡相同,如果依照統1的標準進行設置,就會致使電池欠充電或過充電,長時間的欠充電和過充電都會致使電池壽命提早終止。

　　最后1個問題是電池的老化問題,表2為蓄電池的充放電原理。

　　從表2可以看出,在電池的全部生命周期都存在著副反應,這些副反應是致使電池老化的根本緣由。

　　綜上所述,僅依托傳統的保護手段,很難保持電池的高可用性。有無更好的保護手段?其實電池管理系統(BMS)是1個很好的解決方案。但要想通過BMS提高電池的可用性,不但要第1時間了解蓄電池的實際性能數據,還要求能夠對蓄電池的運行狀態進行實時監控,及時發現故障隱患并發出告警,指引保護人員正確的應對處理,避免沒必要要的事故產生;同時能夠準確的對蓄電池的健康狀態(SOH=剩余容量/額定容量)進行評估,取得蓄電池更換和梯次利用的有效根據。既下降使用電池的系統風險,又避免沒必要要的資源浪費。

　　通過BMS提高電池的可用性,其關鍵在于:

　　1對每節蓄電池關鍵特點信息的準確收集

　　1

　　漏液情況監測

　　周密監測電池母線與地之間的絕緣阻抗變化,對電池漏液進行判斷,并生成告警提示用戶解決,避免火災的產生;

　　2

　　連接條狀態監測

　　周密監測電池接線端子處的溫度和接觸內阻的變化,對兩方面數據進行綜合分析,對連接條松動狀態進行判斷,并生成告警提示用戶解決,預防火災的產生;

　　3

　　微短路故障監測

　　周密監測電池的開路電壓,判斷電池是不是出現了微短路故障,并生成告警提示用戶解決,避免電池出現備電不足。

　　2對電池信息數據的準確分析與判斷

　　1

　　SOC、SOH的精確測算

　　通過對收集數據的分析和歸納,采取了神經網絡算法,從而得到更加準確的SOC、SOH,有效地指點電池的運維工作;

　　2

　　電源充電管理參數自診斷

　　通過蓄電池組電壓和環境溫度的自診斷,分析電源的均充、浮充和溫補參數設置是不是正確,如果毛病,產生告警提示運維人員;

　　3

　　電源的容量管理

　　通過放電電流與設置負載電流的比較,可以判斷電源的供電容量是不是正常,如果毛病,產生告警提示運維人員。

　　3直觀顯現數據結果并提供針對性的保護動作指引

　　1

　　智能化充電控制

　　通過對電池充電的智能化控制,在滿容量情況下,能夠斷開充電回路,從而避免電池過充電,以減少電池板柵腐蝕和失水等副反應,進1步延緩電池本身的老化,從本質上使電池處于最優的健康狀態,使其在全部生命周期中充分發揮原本的性能,從而保證系統的安全運行;

　　2

　　高溫保護

　　在高溫情況下,系統能夠斷開充電回路,1方面大幅下降電池在高溫下的老化速率,提高電池耐高溫性能,另外一方面避免電池出現熱失控;

　　3

　　放電的無縫保障

　　智能化充電控制和高溫保護措施所觸及的電池回路控制,僅限于充電回路,而對放電回路來講,則需要始終保持導通,從而保障電池的無縫放電,能夠以0ms的間隔切換到放電狀態;

　　4

　　智能運維指引

　　電池管理系統具有1個完善的專家庫,針對電池的每條告警,能夠對相干的參數和狀態進行綜合分析,從而對故障緣由進行步判斷,并輸出能夠用于保護的指點和建議,使得運維工作能夠有的放矢的進行。這樣既能提高運維效力,同時也下降了保護工作所需的人力物力;

　　5

　　平常自動巡檢

　　根據運維管理制度和流程,可以根據用戶設置的規則,對蓄電池裝備進行自動巡檢,并生成巡檢報告,提高巡檢效力,下降人工巡檢的毛病率。

　　通過電池管理系統可讓運維人員了解告警產生的緣由,通過專家系統,對故障進行分析并鐵工運維指點,從而讓保護變得更簡單。電池管理系統應當做到讓所有不懂電池的人,通過系統平臺成為電池的保護專家。

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