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近些年(nian)來,隨著數據中(zhong)心(xin)行業的(de)(de)(de)蓬勃發(fa)展(zhan),數據中(zhong)心(xin)的(de)(de)(de)安全問題也越(yue)來越(yue)受人重視,蓄電池(chi)也慢慢的(de)(de)(de)成為(wei)了大家(jia)關注的(de)(de)(de)一個(ge)焦點(dian)。解決(jue)電池(chi)使(shi)用(yong)中(zhong)的(de)(de)(de)問題,需要從(cong)系統的(de)(de)(de)角度去(qu)看它,才會對電池(chi)的(de)(de)(de)使(shi)用(yong)、對供電的(de)(de)(de)安全保障有更大的(de)(de)(de)幫助(zhu)。

　　圖1是一(yi)個(ge)機(ji)房(fang)的系統模型。發生停(ting)電(dian)(dian)故障時,蓄電(dian)(dian)池(chi)起(qi)到(dao)應急供電(dian)(dian)的作用(yong)。數(shu)據機(ji)房(fang)中可(ke)能(neng)90%以上(shang)的電(dian)(dian)池(chi)都很少(shao)在生命周(zhou)期內碰(peng)到(dao)一(yi)次故障停(ting)電(dian)(dian),但是電(dian)(dian)池(chi)必須時刻處于正常狀況,否則停(ting)電(dian)(dian)時電(dian)(dian)池(chi)無(wu)法(fa)放電(dian)(dian),后果(guo)將會非(fei)常嚴重。所以電(dian)(dian)池(chi)保持(chi)在一(yi)個(ge)健康可(ke)用(yong)的狀態(tai),才能(neng)保證(zheng)數(shu)據中心的供電(dian)(dian)安全。

　　調查(cha)顯示65%的受訪(fang)者認(ren)為UPS電(dian)池故(gu)(gu)障是(shi)導致數據中(zhong)(zhong)心宕機的首要原因(yin)(yin);2016年設(she)備故(gu)(gu)障導致數據中(zhong)(zhong)心宕機的原因(yin)(yin)中(zhong)(zhong),UPS系統故(gu)(gu)障占比(bi)最(zui)大,占到了25%;而在UPS故(gu)(gu)障原因(yin)(yin)中(zhong)(zhong),鉛酸蓄電(dian)池是(shi)導致故(gu)(gu)障主要原因(yin)(yin),概(gai)率(lv)高達(da)50%。

　　蓄電(dian)(dian)(dian)池的(de)(de)故障原因其(qi)實可(ke)以分為三種:第(di)一是(shi)質量問題,比如(ru)漏液及微短(duan)(duan)路。一般來說,UPS的(de)(de)接(jie)地系統(tong)應符合IEC60346標(biao)準(zhun)關(guan)于(yu)低壓接(jie)地系統(tong)的(de)(de)規定。這就意味著對于(yu)大部分UPS來說,電(dian)(dian)(dian)池組的(de)(de)中(zhong)心線和電(dian)(dian)(dian)池架都是(shi)接(jie)地的(de)(de)。所以當電(dian)(dian)(dian)池組中(zhong)有電(dian)(dian)(dian)池出(chu)(chu)(chu)現(xian)漏液,并(bing)且漏出(chu)(chu)(chu)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)解液流到電(dian)(dian)(dian)池架時(shi),電(dian)(dian)(dian)池組間就會(hui)形成(cheng)短(duan)(duan)路從(cong)而引發事故。而如(ru)果電(dian)(dian)(dian)池組中(zhong)如(ru)果出(chu)(chu)(chu)現(xian)微短(duan)(duan)路電(dian)(dian)(dian)池,當電(dian)(dian)(dian)池放電(dian)(dian)(dian)時(shi),微短(duan)(duan)路電(dian)(dian)(dian)池的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)壓會(hui)迅速(su)下降,從(cong)而導(dao)致備電(dian)(dian)(dian)時(shi)間不足。

　　第二(er)個問(wen)題(ti)使用維(wei)護的(de)問(wen)題(ti),表1為國際(ji)電池(chi)測試(shi)維(wei)護標準。

　　雖然維護規范里的(de)項目(mu)不多,但(dan)是(shi)由于數據機房里的(de)蓄(xu)電(dian)(dian)(dian)池的(de)數量(liang)龐大,少(shao)的(de)也(ye)有(you)上(shang)百節(jie),多的(de)甚至可(ke)以達到(dao)上(shang)千(qian)節(jie)。所以這(zhe)些項目(mu)光靠人去執行(xing),總是(shi)不可(ke)能保證(zheng)100%可(ke)靠的(de)。另外還(huan)有(you)電(dian)(dian)(dian)池的(de)充電(dian)(dian)(dian),不同的(de)電(dian)(dian)(dian)池廠家對(dui)電(dian)(dian)(dian)池的(de)充電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)壓要(yao)求可(ke)能不盡相同,如果按照統(tong)一的(de)標準進(jin)行(xing)設置,就會導致(zhi)(zhi)電(dian)(dian)(dian)池欠充電(dian)(dian)(dian)或者過充電(dian)(dian)(dian),長時間的(de)欠充電(dian)(dian)(dian)和過充電(dian)(dian)(dian)都會導致(zhi)(zhi)電(dian)(dian)(dian)池壽命提前終止。

　　最后一(yi)個(ge)問題是電(dian)池的老(lao)化問題,表2為蓄電(dian)池的充放電(dian)原理。

　　從(cong)表2可以(yi)看(kan)出,在電池的整個生命周期都存在著(zhu)副反應,這些(xie)副反應是導致電池老化的根本原因(yin)。

　　綜(zong)上所述(shu),僅(jin)(jin)依靠(kao)傳統(tong)(tong)的(de)(de)維護(hu)手(shou)段(duan),很難保持電(dian)池(chi)(chi)(chi)的(de)(de)高(gao)可(ke)用性。有沒有更(geng)好(hao)的(de)(de)維護(hu)手(shou)段(duan)?其實電(dian)池(chi)(chi)(chi)管理(li)系(xi)統(tong)(tong)(BMS)是一個很好(hao)的(de)(de)解決方案。但要(yao)(yao)想通過(guo)BMS提高(gao)電(dian)池(chi)(chi)(chi)的(de)(de)可(ke)用性,不(bu)僅(jin)(jin)要(yao)(yao)第一時(shi)間(jian)了解蓄(xu)電(dian)池(chi)(chi)(chi)的(de)(de)實際性能數據,還(huan)要(yao)(yao)求能夠對蓄(xu)電(dian)池(chi)(chi)(chi)的(de)(de)運行狀(zhuang)(zhuang)態進行實時(shi)監控(kong),及時(shi)發現(xian)故障隱患并(bing)發出告(gao)警,指引維護(hu)人員正確的(de)(de)應對處理(li),避(bi)免(mian)(mian)不(bu)必(bi)要(yao)(yao)的(de)(de)事(shi)故發生;同時(shi)能夠準確的(de)(de)對蓄(xu)電(dian)池(chi)(chi)(chi)的(de)(de)健康狀(zhuang)(zhuang)況(SOH=剩余容(rong)量/額定容(rong)量)進行評(ping)估(gu),獲(huo)得蓄(xu)電(dian)池(chi)(chi)(chi)更(geng)換和(he)梯次利用的(de)(de)有效依據。既降低使用電(dian)池(chi)(chi)(chi)的(de)(de)系(xi)統(tong)(tong)風險(xian),又避(bi)免(mian)(mian)不(bu)必(bi)要(yao)(yao)的(de)(de)資源(yuan)浪(lang)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征信息的準確采集

1

漏液情況監測

　　嚴(yan)密監測(ce)電(dian)池母(mu)線與地之(zhi)間的(de)絕緣阻抗變(bian)化,對電(dian)池漏(lou)液進行判斷,并生成告警提示用戶解決,避免火災的(de)發生;

2

連接條狀態監測

　　嚴密(mi)監測電(dian)池接線端子處的溫(wen)度(du)和接觸內阻的變(bian)化(hua),對(dui)兩方(fang)面數據進行(xing)綜合(he)分析,對(dui)連接條松動(dong)狀況進行(xing)判斷(duan),并生成(cheng)告警提示用戶解決(jue),預防(fang)火災的發(fa)生;

3

微短路故障監測

　　嚴密監(jian)測電池(chi)(chi)的開(kai)路電壓,判斷(duan)電池(chi)(chi)是否出現了微短路故障,并生成告警提示用戶解決,避免電池(chi)(chi)出現備電不足(zu)。

2對電池信息數據的準確分析與判斷

1

SOC、SOH的精確測算

　　通過對采(cai)集數據的分析和歸納(na),采(cai)用了神經網絡算法(fa),從而得(de)到更加準(zhun)確的SOC、SOH,有效地(di)指(zhi)導電池的運維工(gong)作;

2

電源充電管理參數自診斷

　　通過蓄電(dian)池(chi)組電(dian)壓和(he)環境溫度(du)的自(zi)診斷,分析電(dian)源的均充、浮充和(he)溫補參數設置是否(fou)正確(que),如果錯誤,產生告警提醒運維人員(yuan);

3

電源的容量管理

　　通過放(fang)電電流與設置負載電流的比(bi)較,可以(yi)判(pan)斷電源(yuan)的供電容量是(shi)否(fou)正常,如(ru)果錯(cuo)誤,產生告警提(ti)醒運維人員(yuan)。

3直觀呈現數據結果并提供針對性的維護動作指引

1

智能化充電控制

　　通過(guo)(guo)對電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)充(chong)電(dian)(dian)(dian)的智能(neng)化(hua)控制,在滿容(rong)量情況下,能(neng)夠斷開充(chong)電(dian)(dian)(dian)回路,從而避免電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)過(guo)(guo)充(chong)電(dian)(dian)(dian),以減(jian)少電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)板柵(zha)腐蝕和失(shi)水等副反應,進一步延緩電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)自(zi)身的老化(hua),從本質上使電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)處(chu)于(yu)最(zui)優的健(jian)康狀態,使其在整個生(sheng)命周期中充(chong)分(fen)發揮原有(you)的性能(neng),從而保證系統的安全運行(xing);

2

高溫保護

　　在(zai)高(gao)溫(wen)情況下,系統能(neng)夠(gou)斷開(kai)充電(dian)回路,一方面大幅降低電(dian)池(chi)在(zai)高(gao)溫(wen)下的(de)老(lao)化速率,提(ti)高(gao)電(dian)池(chi)耐高(gao)溫(wen)性(xing)能(neng),另(ling)一方面防止電(dian)池(chi)出現熱失控;

3

放電的無縫保障

　　智能化充(chong)電控制和高溫保(bao)護措施所涉及的(de)電池回(hui)路(lu)(lu)控制,僅限于充(chong)電回(hui)路(lu)(lu),而對于放(fang)(fang)(fang)電回(hui)路(lu)(lu)來(lai)說,則需要始終保(bao)持導通,從而保(bao)障電池的(de)無縫放(fang)(fang)(fang)電,能夠以0ms的(de)間隔切(qie)換到放(fang)(fang)(fang)電狀態(tai);

4

智能運維指引

　　電池(chi)管理系統擁有(you)一(yi)個完(wan)善的(de)專家庫,針對電池(chi)的(de)每一(yi)條告警,能(neng)夠(gou)對相關的(de)參數和狀態進行綜合分析(xi),從而對故障(zhang)原因進行步判斷,并輸出能(neng)夠(gou)用于(yu)維(wei)(wei)護的(de)指導和建(jian)議,使得運維(wei)(wei)工作能(neng)夠(gou)有(you)的(de)放矢的(de)進行。這樣既能(neng)提高運維(wei)(wei)效(xiao)率,同時(shi)也降低了維(wei)(wei)護工作所需的(de)人(ren)力(li)(li)物力(li)(li);

5

日常自動巡檢

　　根據(ju)運維(wei)管理制(zhi)度和(he)流程,可以(yi)根據(ju)用戶設置的規則,對蓄(xu)電池設備(bei)進行(xing)自動(dong)巡(xun)檢,并生成(cheng)巡(xun)檢報告,提高巡(xun)檢效率,降低(di)人工巡(xun)檢的錯誤率。

　　通過電池(chi)(chi)管理(li)系統可以(yi)讓運維(wei)人員了解告(gao)警發生(sheng)的(de)原(yuan)因,通過專家系統,對故障進(jin)行分析并鐵工(gong)運維(wei)指(zhi)導,從(cong)而讓維(wei)護變得(de)更簡(jian)單。電池(chi)(chi)管理(li)系統應該做到(dao)讓所有不(bu)懂(dong)電池(chi)(chi)的(de)人,通過系統平(ping)臺成為電池(chi)(chi)的(de)維(wei)護專家。

注：文章來(lai)自ups應用