近些年來(lái),隨著(zhù)數據中心行業(yè)的蓬勃發(fā)展,數據中心的安全問(wèn)題也越來(lái)越受人重視,蓄電池也慢慢的成為了大家關(guān)注的一個(gè)焦點(diǎn)。解決電池使用中的問(wèn)題,需要從系統的角度去看它,才會(huì )對電池的使用、對供電的安全保障有更大的幫助。

　　圖1是一個(gè)機房的系統模型。發(fā)生停電故障時(shí),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一次故障停電,但是電池必須時(shí)刻處于正常狀況,否則停電時(shí)電池無(wú)法放電,后果將會(huì )非常嚴重。所以電池保持在一個(gè)健康可用的狀態(tài),才能保證數據中心的供電安全。

　　調查顯示65%的受訪(fǎng)者認為UPS電池故障是導致數據中心宕機的首要原因;2016年設備故障導致數據中心宕機的原因中,UPS系統故障占比最大,占到了25%;而在UPS故障原因中,鉛酸蓄電池是導致故障主要原因,概率高達50%。

　　蓄電池的故障原因其實(shí)可以分為三種:第一是質(zhì)量問(wèn)題,比如漏液及微短路。一般來(lái)說(shuō),UPS的接地系統應符合IEC60346標準關(guān)于低壓接地系統的規定。這就意味著(zhù)對于大部分UPS來(lái)說(shuō),電池組的中心線(xiàn)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(shí),電池組間就會(huì )形成短路從而引發(fā)事故。而如果電池組中如果出現微短路電池,當電池放電時(shí),微短路電池的電壓會(huì )迅速下降,從而導致備電時(shí)間不足。

　　第二個(gè)問(wèn)題使用維護的問(wèn)題,表1為國際電池測試維護標準。

　　雖然維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,多的甚至可以達到上千節。所以這些項目光靠人去執行,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(chǎng)家對電池的充電電壓要求可能不盡相同,如果按照統一的標準進(jìn)行設置,就會(huì )導致電池欠充電或者過(guò)充電,長(cháng)時(shí)間的欠充電和過(guò)充電都會(huì )導致電池壽命提前終止。

　　最后一個(gè)問(wèn)題是電池的老化問(wèn)題,表2為蓄電池的充放電原理。

　　從表2可以看出,在電池的整個(gè)生命周期都存在著(zhù)副反應,這些副反應是導致電池老化的根本原因。

　　綜上所述,僅依靠傳統的維護手段,很難保持電池的高可用性。有沒(méi)有更好的維護手段?其實(shí)電池管理系統(BMS)是一個(gè)很好的解決方案。但要想通過(guò)BMS提高電池的可用性,不僅要第一時(shí)間了解蓄電池的實(shí)際性能數據,還要求能夠對蓄電池的運行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監控,及時(shí)發(fā)現故障隱患并發(fā)出告警,指引維護人員正確的應對處理,避免不必要的事故發(fā)生;同時(shí)能夠準確的對蓄電池的健康狀況(SOH=剩余容量/額定容量)進(jìn)行評估,獲得蓄電池更換和梯次利用的有效依據。既降低使用電池的系統風(fēng)險,又避免不必要的資源浪費。

　　通過(guò)BMS提高電池的可用性,其關(guān)鍵在于:

　　(1)對每節蓄電池關(guān)鍵特征信息的準確采集

　?、俾┮呵闆r監測:嚴密監測電池母線(xiàn)與地之間的絕緣阻抗變化,對電池漏液進(jìn)行判斷,并生成告警提示用戶(hù)解決,避免火災的發(fā)生;

　?、谶B接條狀態(tài)監測:嚴密監測電池接線(xiàn)端子處的溫度和接觸內阻的變化,對兩方面數據進(jìn)行綜合分析,對連接條松動(dòng)狀況進(jìn)行判斷,并生成告警提示用戶(hù)解決,預防火災的發(fā)生;

　?、畚⒍搪饭收媳O測:嚴密監測電池的開(kāi)路電壓,判斷電池是否出現了微短路故障,并生成告警提示用戶(hù)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

　?、賁OC、SOH的精確測算:通過(guò)對采集數據的分析和歸納,采用了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )算法,從而得到更加準確的SOC、SOH,有效地指導電池的運維工作;

　?、陔娫闯潆姽芾韰底栽\斷:通過(guò)蓄電池組電壓和環(huán)境溫度的自診斷,分析電源的均充、浮充和溫補參數設置是否正確,如果錯誤,產(chǎn)生告警提醒運維人員;

　?、垭娫吹娜萘抗芾?通過(guò)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否正常,如果錯誤,產(chǎn)生告警提醒運維人員。

　　(3)直觀(guān)呈現數據結果并提供針對性的維護動(dòng)作指引

　?、僦悄芑潆娍刂?通過(guò)對電池充電的智能化控制,在滿(mǎn)容量情況下,能夠斷開(kāi)充電回路,從而避免電池過(guò)充電,以減少電池板柵腐蝕和失水等副反應,進(jìn)一步延緩電池自身的老化,從本質(zhì)上使電池處于最優(yōu)的健康狀態(tài),使其在整個(gè)生命周期中充分發(fā)揮原有的性能,從而保證系統的安全運行;

　?、诟邷乇Ｗo:在高溫情況下,系統能夠斷開(kāi)充電回路,一方面大幅降低電池在高溫下的老化速率,提高電池耐高溫性能,另一方面防止電池出現熱失控;

　?、鄯烹姷臒o(wú)縫保障:智能化充電控制和高溫保護措施所涉及的電池回路控制,僅限于充電回路,而對于放電回路來(lái)說(shuō),則需要始終保持導通,從而保障電池的無(wú)縫放電,能夠以0ms的間隔切換到放電狀態(tài);

　?、苤悄苓\維指引:電池管理系統擁有一個(gè)完善的專(zhuān)家庫,針對電池的每一條告警,能夠對相關(guān)的參數和狀態(tài)進(jìn)行綜合分析,從而對故障原因進(jìn)行步判斷,并輸出能夠用于維護的指導和建議,使得運維工作能夠有的放矢的進(jìn)行。這樣既能提高運維效率,同時(shí)也降低了維護工作所需的人力物力;

　?、萑粘Ｗ詣?dòng)巡檢:根據運維管理制度和流程,可以根據用戶(hù)設置的規則,對蓄電池設備進(jìn)行自動(dòng)巡檢,并生成巡檢報告,提高巡檢效率,降低人工巡檢的錯誤率。

　　通過(guò)電池管理系統可以讓運維人員了解告警發(fā)生的原因,通過(guò)專(zhuān)家系統,對故障進(jìn)行分析并鐵工運維指導,從而讓維護變得更簡(jiǎn)單。電池管理系統應該做到讓所有不懂電池的人,通過(guò)系統平臺成為電池的維護專(zhuān)家。

注：文章轉自-機房360網(wǎng)