蓄電池是UPS 系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分，它的優(yōu)劣直接關(guān)系到整個(gè)UPS 系統(tǒng)的可靠程度。同時(shí)，它的價(jià)格比較高，一般占UPS 系統(tǒng)成本的1／4—1／3。實(shí)踐證明，蓄電池的故障占UPS系統(tǒng)總體故障的40％以上，它是整個(gè)UPS 系統(tǒng)中平均無故障時(shí)間(MrIBF)短的器件之一。因此，UPS 電池的選擇和充電模式的研究，不僅關(guān)系到經(jīng)濟(jì)成本問題，還直接影響UPS 電源的不間斷供電。

UPS電池的種類和工作原理

UPS要求所選用的蓄電池必須具有在短時(shí)間內(nèi)輸出大電流的特性。目前，在線運(yùn)行的蓄電池基本上有兩種，它們都屬于鉛酸蓄電池。

1． 防酸隔爆鉛酸蓄電池

這種電池在早期的UPS系統(tǒng)中使用較多，只要維護(hù)得當(dāng)，會(huì)有較長(zhǎng)的使用壽命，但由于在運(yùn)行中存在大量的電解液水分散失，需經(jīng)常性地測(cè)量電解液的溫度、密度，往電池內(nèi)部添加蒸餾水，維護(hù)工作量極大，現(xiàn)在的UPS系統(tǒng)中已很少配用。

電池化學(xué)反應(yīng)式如下：

PbO2+2H2SO4+Pb = PbSO4+2 H2O+PbSO4

由此化學(xué)反應(yīng)式得知，鉛酸蓄電池在放電之后，電解液因與正負(fù)極板生成PbSO而耗用硫酸，其結(jié)果電解液比重下降。反之充電時(shí)，正負(fù)極板之硫酸鉛中之硫酸漸漸被釋出，電解液硫酸濃度逐漸加大而比重上升。通常一般鉛酸電池于充電末期，正負(fù)極板都已還原成二氧化鉛及海綿狀鉛，此后之充電幾乎是在電解電解液之水而生成氧氣(陽極)及氫氣(陰極)逸出，其結(jié)果電解液減少，此所以為一般液式鉛酸電池需要經(jīng)常補(bǔ)水之原因。

2． 閥控式密封鉛酸蓄電池(VIqLA)

因其體積較小，密封性能好、絕少維護(hù)而被廣泛應(yīng)用于各類UPS電源中。VRLA防止電池內(nèi)部電解液流動(dòng)有兩種技術(shù)方法：一種技術(shù)是將硫酸電解液與SiO：膠體混合后充滿電池內(nèi)部，制成膠體電池(簡(jiǎn)稱GEL)。這類產(chǎn)品產(chǎn)量較低，約占VRLA電池總量的15％ ；另一種技術(shù)是利用超細(xì)玻璃棉將電解液不飽和地吸附住，制成吸液式電池或貧液式電池(簡(jiǎn)稱AGM)。由于后者具有較好的大電流放電性能，在UPS系統(tǒng)中較多采用，國(guó)內(nèi)廠家也大多生產(chǎn)AGM 蓄電池。

一般閥控式密封鉛酸蓄電池工作過程中陽極產(chǎn)生氧氣，而陰極尚未變成海綿狀鉛，亦即尚未充電完成，所以并未產(chǎn)生氫氣，此時(shí)陽極產(chǎn)生之氧氣迅速與陰極作用還原成水，是故水份不損耗，此即閥調(diào)式鉛酸電池免保養(yǎng)理由。

UPS電池的性能指標(biāo)

① 容量：表示電池在充滿電的情況下的儲(chǔ)能多少，用放電電流與放電時(shí)間的乘積來表示。C窖量(C)=I放電電蠢(A)×T城電時(shí)問(h)

② 放電功率：表示放電至終止的電流的大小或時(shí)間的快慢，可用電流來表示。如一個(gè)6.5AH的電池，充滿之后以325mA恒流放電，經(jīng)過20小時(shí)后達(dá)到其放電終止電壓，放電率若以電流來表示則為0.325安率；若以放電時(shí)間來表示則為20小時(shí)放電率。

③放電電流：放電電流就是電池的輸出電流，它除了用安培來表示外，通常也用電池的容量乘以某個(gè)系數(shù)來表示。如對(duì)于6.5AH 的電池，0.1C的放電電流的實(shí)際值為0.1×6.5=

0.65A。

④放電終止電壓：表示電池不允許再放出電能時(shí)的電壓，通常為1．75V／單格。

⑤標(biāo)稱容量：表示在20小時(shí)放電率下所測(cè)定的容量。

⑥自放電率：電池在不用時(shí)其內(nèi)部也會(huì)消耗能量，一般以×××C／天來表示，如0．08C／天。

快速充電是指以大電流方法的充電方式?？焖俪潆姴划a(chǎn)生大量的氣泡又不發(fā)熱，從而可縮短充電時(shí)間。目前，常用的快速充電主要有脈沖充電和大電流遞減快充兩種。

1．脈沖快速充電的特點(diǎn)是，采用1～2倍的C20 A大電流充電，使蓄電池在短時(shí)間內(nèi)充至額定容量的50％ ～60％。當(dāng)蓄電池單格電壓充至2.4V時(shí)即停止充電，由控制電路自動(dòng)轉(zhuǎn)為脈沖充電；即先停充25～40ms(前停充)，接著再放電或反充電，使蓄電池反向通過一個(gè)較大的脈沖電流(脈沖深度為充電電流的1.5～3倍，脈沖寬度為150～l000um)，然后再停止充電25ms(后停充)，如此循環(huán)直至充足。

2．大電流遞減充電主要是利用了蓄電池在低荷電狀態(tài)時(shí)具有高充電接受的特點(diǎn)，開始以大電流沖電(一般采用1～2倍 C20A)，然后以一定的電流差值(50A)遞減，后降至一定的電流值，直至蓄電池充足。上述方法具有充電時(shí)間短(一般新蓄電池初充電不超過5h，補(bǔ)充充電只需0.5～1.0 h)、空氣污染小、省電節(jié)能以及不需專人看管等優(yōu)點(diǎn)。一般適用于要求在極短的時(shí)間內(nèi)對(duì)蓄電池實(shí)施快速充電的場(chǎng)合，也普遍適用于城市公共汽車在停歇、休息時(shí)

間內(nèi)對(duì)蓄電池補(bǔ)充充電。

快速充電的能量轉(zhuǎn)換效率低。快速脈沖充電蓄電池析出的氣體總量雖然減少，但因出氣率高，易造成極板活性物質(zhì)脫落。因此在正常情況下不宜用此法對(duì)新啟用的蓄電池進(jìn)行初充電。

4.4 均衡充電

均衡充電是以小電流(1／20C20A)進(jìn)行1—3h的充電過程。主要用來消除一組浮充電運(yùn)行(即將直流電源和蓄電池并聯(lián)連接的工作方式)蓄電池在同樣運(yùn)行條件下，由于某種原因造成的全組電池不均衡而形成的差別，以達(dá)到全組電池的均衡。此方法一般不能頻繁使用，但當(dāng)蓄電池出現(xiàn)下列情況之一時(shí)。必須進(jìn)行均衡充電：

1．蓄電池組長(zhǎng)時(shí)間在電流放電，或長(zhǎng)時(shí)間擔(dān)負(fù)直流電荷后

未及時(shí)充電時(shí)。

2．蓄電池個(gè)別單格電壓、電解液密度偏低，全組電池產(chǎn)生

差別時(shí)。

3．沒有按規(guī)定周期實(shí)施充、放電時(shí)。

4.5 恒壓限流充電

恒壓限流充電主要是用來補(bǔ)救恒壓充電時(shí)充電電流過大的缺點(diǎn)(方法同恒壓充電)，通過充電電源和被充蓄電池之間串聯(lián)一電阻(限流電阻)來自動(dòng)調(diào)節(jié)充電電流。當(dāng)充電電流過大時(shí)，其限流電阻上的壓降也大，從而減小了充電電壓；當(dāng)充電電壓過小時(shí)，限流電阻上的壓降也很小，充電設(shè)備輸出的電壓損失也小，這樣就自動(dòng)調(diào)節(jié)了充電電流，使之不超過某個(gè)限度。該方法目前廣泛用于免維護(hù)電池的初充電和普通蓄電池的補(bǔ)充充電。

4.6 智能充電

智能充電是目前較先進(jìn)的充電方法，原理是在整個(gè)充電過程中動(dòng)態(tài)跟蹤蓄電池可接受的充電電流。應(yīng)用du／dt技術(shù)，即充電電源根據(jù)蓄電池的狀態(tài)自動(dòng)確定充電工藝參數(shù)，使充電電流自始至終保持在蓄電池可接受的充電電流曲線附近，保持蓄電池幾乎在無氣體析出的狀態(tài)下充電，從而保護(hù)蓄電池。該方法適用于對(duì)各種狀態(tài)、類型的蓄電池充電，、可靠、省時(shí)和節(jié)能。