La batterie UPS occupe une position très importante dans les équipements d’alimentation UPS. À l'heure actuelle, la batterie au plomb scellée sans entretien, largement utilisée dans les alimentations UPS de petite et moyenne taille, représente entre 1/4 et 1/2 du coût total des alimentations UPS. De plus, la maintenance réelle montre également que plus de 50 % des pannes de courant de l'onduleur sont liées aux batteries de l'onduleur. Qu'elle soit la cause ou le résultat d'une panne de l'onduleur, la panne de la batterie de l'onduleur se manifestera directement par une résistance interne accrue, une tension aux bornes insuffisante, une capacité insuffisante ou un courant de décharge instantané qui ne répond pas aux exigences de mise sous tension. démarrage de la charge. Par conséquent, lors de l'utilisation et de la maintenance des alimentations UPS, il est particulièrement important de bien comprendre les batteries UPS, d'utiliser les batteries UPS de manière scientifique et de maîtriser les méthodes de test et de sélection des batteries UPS (pour faciliter l'explication du problème, les batteries UPS sont appelées piles pour faire court.)
1. Principaux indicateurs techniques de la batterie UPS
Parmi les indicateurs permettant de mesurer les batteries UPS, la tension nominale et la capacité nominale de la batterie sont les deux indicateurs techniques les plus couramment utilisés.
La capacité de la batterie fait référence à la puissance de sortie d’une batterie complètement chargée lorsqu’elle est déchargée jusqu’à la tension de coupure. Dans le cas d'une décharge à courant constant, la capacité Q=It ?
Dans la formule Q——la quantité électrique libérée par la batterie, Ah ?
I - courant de décharge, A ;
t - temps de décharge, h.
La tension dite de terminaison fait référence à la tension à laquelle la batterie ne peut pas fonctionner normalement lorsque la batterie est inférieure à la tension spécifiée. Autrement dit, si la batterie continue à se décharger alors que la tension est inférieure à la tension de coupure, la batterie risque d'être endommagée.
La capacité nominale ou capacité nominale de la batterie est représentée par la lettre C. Par exemple, pour une batterie d'une capacité nominale de 6 Ah, C=6 Ah ; pour une batterie d'une capacité nominale de 24 Ah, C=24 Ah.
Le concept de capacité est essentiellement la représentation de la conversion de l’énergie de la batterie. Par exemple, en considérant le fait que la tension aux bornes E=12V de la batterie reste presque constante pendant l'utilisation réelle et l'expression de l'énergie de sortie W(t)=IVt=IEt, donc, du point de vue de l'effet énergétique, on peut comprendre que la batterie est conservée au terminal. L'énergie est libérée dans des conditions de tension constante, si elle est déchargée avec un courant de 6A, elle peut être déchargée pendant 1h ou avec un courant de 1A pendant 6h.
2. Système de décharge et taux de décharge
Lors de la recherche de batteries, un temps de décharge uniforme est souvent spécifié, appelé système de décharge. Utilisez la capacité de décharge donnée pour trouver le courant de décharge à travers la capacité nominale. Courant de décharge (A) = capacité nominale de la batterie (Ah) / temps de décharge (h)
Afin de comparer des batteries de différentes capacités, le courant de décharge n'est pas exprimé par la valeur du courant (ampère), mais par le rapport de la capacité nominale C au temps de décharge, appelé taux de décharge ou taux de décharge. Le taux de décharge du système 20h est C/20=0,05C, et l'unité est A. Par conséquent, l'indice de capacité 6Ah de la batterie 12V6AH mentionnée ci-dessus est mesuré à un taux de décharge de 20h, c'est-à-dire un taux de décharge de 0,05C. Pour la batterie NP6-12, 0,05 Ci est égal à 0,3 A de courant.
3. Testez la batterie de l'onduleur
Le but du test de la batterie de l'UPS est de déterminer si la batterie répond aux exigences de l'alimentation de l'UPS. Ceci est nécessaire pour remplacer la batterie de l'onduleur et déterminer si la batterie d'origine de l'onduleur est défaillante.
Lors de la maintenance réelle de l'UPS, les exigences générales d'alimentation de l'UPS pour les batteries : répondent à la tension aux bornes de la batterie d'origine ; la batterie doit avoir les caractéristiques de produire un courant important au moment du démarrage et de la décharge ; Répondre à une certaine capacité et résistance interne pour garantir le temps d'alimentation de l'onduleur.
Il ressort des exigences ci-dessus concernant l'alimentation de la batterie de l'onduleur qu'il est impossible de déterminer si la batterie est bonne ou défectueuse en mesurant simplement la tension aux bornes de la batterie de l'onduleur.
3.1 Mesurer la tension aux bornes de la batterie de l'onduleur
(1) Mesurez la tension aux bornes de la batterie hors ligne
La mesure hors ligne de la tension aux bornes de la batterie fait référence à la mesure directe de la tension aux deux extrémités de la batterie à l'aide de la plage de tension continue d'un multimètre ou d'un voltmètre lorsque la batterie est déconnectée de la ligne de connexion d'origine. La tension mesurée aux bornes de la batterie est d'environ 12 V et la valeur minimale ne peut pas être inférieure à 10,5 V. Une batterie de moins de 10,5 V est sous-tension ou est peut-être en panne. Si ce type de batterie est chargé ou si la tension aux bornes après la charge n'atteint toujours pas 12 V, il s'agit d'une batterie défectueuse.
(2) Mesurez la tension aux bornes de la batterie en ligne
La mesure en ligne de la tension aux bornes de la batterie consiste à utiliser la plage de tension CC d'un multimètre ou d'un voltmètre pour mesurer la tension aux deux extrémités de la batterie lorsque l'alimentation de l'onduleur fonctionne. Pour l'onduleur en état d'alimentation secteur, la batterie étant en état de charge, la tension aux bornes est supérieure à 12 V. Lorsque la tension aux bornes de la batterie chute à 10,5 V, l'alimentation normale de l'UPS démarre le circuit de protection automatique contre les sous-tensions de la batterie à l'intérieur de la machine, de sorte que l'UPS entre dans un état de protection où il n'y a ni alimentation secteur ni alimentation par onduleur.
3.2 Testez si la batterie de l'onduleur a les caractéristiques de produire un courant important au moment du démarrage.
Le temps de commutation de l'alimentation de secours de l'onduleur de l'alimentation secteur à l'alimentation de l'onduleur doit être inférieur à 7 ms, et la conception générale est d'environ 4 à 5 ms. C'est-à-dire qu'une fois l'alimentation secteur interrompue, la batterie de l'onduleur doit fournir le courant requis par la charge en moins de 4 à 5 ms. Certaines batteries défectueuses peuvent répondre aux exigences de
tension et capacité aux bornes, mais le courant de décharge ne peut pas atteindre l'exigence d'un courant élevé en moins de 4 à 5 ms. La panne de l'onduleur provoquée par ce type de batterie se manifeste comme suit : l'onduleur peut commuter avec succès l'onduleur lorsqu'il est à vide ou légèrement chargé, et l'onduleur tombe en panne lorsqu'il est augmenté à une charge normale.
Identifiez la résistance interne et la capacité de la batterie de l'onduleur
La résistance interne d'une batterie UPS de bonne qualité est d'environ 20 à 30 mΩ. Lorsque la résistance interne dépasse 80 mΩ, la batterie doit être équilibrée ou activée. L'augmentation de la résistance interne de la batterie s'accompagne forcément d'une diminution de l'énergie de sortie réelle, qui se manifeste par une diminution de la capacité de la batterie. De plus, il existe d’autres facteurs qui entraînent une diminution de la capacité de la batterie, comme la perte d’électrolyte.
Pour tester si la résistance interne de la batterie a augmenté, il n'est jamais possible d'utiliser l'équipement à résistance du multimètre pour la mesurer directement. La méthode de mesure et de calcul indirecte doit être utilisée. Lors de la maintenance proprement dite, les méthodes simples suivantes peuvent être utilisées pour déterminer si la résistance interne de la batterie a augmenté :
Utilisez une bonne batterie et une batterie dont on soupçonne une résistance interne accrue pour effectuer une expérience de charge en série (par exemple, deux batteries 12 V sont utilisées en série dans un UPS de 500 VA). Pendant le processus de charge, la tension aux bornes des deux batteries est mesurée et comparée à la
en même temps. La tension de charge obtenue par la batterie avec une résistance interne accrue est
supérieur à celui de la bonne batterie. La différence de tension de charge reflète le degré de
différence de résistance interne. le
Si la capacité de la batterie est tout simplement insuffisante, la performance principale est que le temps nécessaire à l'onduleur
L'alimentation de l'onduleur est raccourcie, tandis que la capacité de charge de l'onduleur, la commutation entre le secteur
L'alimentation électrique et l'alimentation de l'onduleur, etc. ne seront pas affectées.
4. Utilisation scientifique des batteries UPS
L'utilisation scientifique des batteries UPS consiste à clarifier l'utilisation correcte de la batterie, à prolonger la durée de vie de la batterie et à lui faire jouer son rôle le plus important.
4.1 Contrôler la tension de charge pour éviter la charge en cas de surtension
Pour une batterie avec une tension aux bornes de 12 V, la tension de charge flottante normale se situe entre 13,5 et 13,8 V. Si la tension de charge flottante est trop faible, la batterie ne sera pas complètement chargée, et si la tension de charge flottante est trop élevée, cela provoquera une charge en surtension. Lorsque la tension de charge flottante dépasse 14 V, elle est considérée comme une charge de surtension. Une charge en surtension entraînera la séparation de l'eau contenue dans l'électrolyte en hydrogène et oxygène et son débordement, raccourcissant ainsi la durée de vie de la batterie.
4.2 Contrôler le courant de charge pour éviter une charge par surintensité
Le courant de charge idéal doit adopter une méthode de charge à courant constant par étapes, c'est-à-dire utiliser un courant plus important au début de la charge, passer à un courant plus faible après une certaine période de charge et utiliser un courant plus faible à la fin de la charge. . Le courant de charge est généralement conçu pour être de 0,1C. Lorsque le courant de charge dépasse 0,3 C, cela peut être considéré comme une charge de surintensité. Une charge en surintensité fera plier la plaque de la batterie, le matériau actif tombera et la batterie sera endommagée.
4.3 Empêcher la batterie de l'onduleur de se décharger par surintensité
La capacité réellement libérée de la batterie est liée au courant de décharge. Plus le courant de décharge est élevé, plus l’efficacité de la batterie est faible. Par exemple, lorsque le courant de décharge d'une batterie 12 V/24 Ah est de 0,4 C, le temps de décharge jusqu'à la tension de coupure est de 1 heure et 50 minutes, la capacité de sortie réelle est de 17,6 Ah et l'efficacité est de 73,3 %. Lorsque le courant de décharge est de 7C, le temps de décharge jusqu'à la tension de coupure n'est que de 20 secondes, la capacité de sortie réelle est de 0,93 Ah et l'efficacité est de 3,9 %. Par conséquent, une décharge de courant importante doit être évitée pour améliorer l’efficacité de la batterie. La conception générale du circuit et la sélection des charges par l'utilisateur doivent protéger le courant de décharge de l'onduleur de batterie UPS contre un dépassement de 2C.
4.4 Empêcher une décharge profonde de la batterie de l'onduleur
Bien que la décharge avec un faible courant puisse améliorer l'efficacité de la batterie, lorsqu'elle est déchargée avec un faible courant (moins de 0,05 °C) pendant une longue période, la capacité de décharge réelle de la batterie dépassera sa capacité nominale, ce qui entraînera de graves problèmes de décharge profonde. décharge de la batterie. Selon les données du fabricant, lorsque la profondeur de décharge de la batterie est de 100 %, la valeur réelle
la durée de vie de la batterie est d'environ 200 à 250 cycles de charge-décharge ; lorsque la profondeur de décharge est de 50 %, il s'agit d'environ 500 à 600 cycles de charge-décharge. Par conséquent, lors de l'utilisation d'un UPS, il est nécessaire d'éviter les décharges de surintensité en cas de charge importante et d'éviter une décharge profonde de la batterie provoquée par un onduleur à charge légère à long terme.
4.5 Faire fonctionner l'onduleur régulièrement
Dans les zones où l'alimentation secteur ne s'arrête pas pendant une longue période, l'utilisateur doit couper manuellement l'entrée CA de l'UPS à intervalles réguliers, par exemple tous les 3 mois, et utiliser la batterie de l'UPS pour inverser l'alimentation. Cette opération expérimentale régulière permet de prolonger la durée de vie de la batterie. Généralement, la durée de vie de la batterie d’un UPS en utilisation normale ne dépasse pas 5 ans.
5. Compétences et méthodes d'entretien des batteries UPS
Les batteries UPS sont généralement des batteries sans entretien, mais dans certains cas, il est nécessaire d'entretenir les batteries UPS et cela a une signification pratique.
5.1 Compétences de charge pour les batteries à sous-tension
Certaines sous-tensions de la batterie de l'onduleur sont causées par une décharge de la batterie due à des dommages au circuit de commande à l'extrémité de l'onduleur de l'onduleur. Si la batterie est connectée au circuit d'origine pour être chargée à temps après la réparation de la panne du circuit, la batterie sera toujours restaurée à son état d'origine. Le problème est qu'une batterie sous-tension ne peut pas faire démarrer correctement l'onduleur, c'est-à-dire passer à l'état secteur (charge). À ce stade, les solutions suivantes peuvent être utilisées :
(1) Utilisez une batterie en bon état pour démarrer l'onduleur sur secteur, puis retirez la batterie en bon état et remplacez-la par une batterie à sous-tension à charger. Remarque : Lors du remplacement de la batterie, l'onduleur doit fonctionner sans charge. Généralement, une fois que l'onduleur entre dans l'état d'alimentation secteur, tant que l'entrée secteur reste normale, le retrait de la batterie n'affectera pas l'état de l'alimentation secteur.
(2) Chargez d'abord la batterie à sous-tension au-dessus de 10,5 V, puis connectez-la au circuit UPS d'origine, afin que l'UPS puisse démarrer avec succès. Pour charger la batterie à sous-tension, l'alimentation +12 V de l'alimentation du micro-ordinateur peut être utilisée pour charger directement la batterie. Faites attention à observer le courant de charge pendant la charge et déterminez s'il faut ajouter une résistance de limitation de courant en fonction du courant de charge réellement mesuré.
5.2 Traitement d'activation de la batterie
Le traitement d'activation fait référence à la charge d'égalisation de la batterie. Les situations suivantes entraîneront une augmentation de la résistance interne de la batterie, une tension aux bornes trop basse ou une capacité réduite. Ces batteries doivent être chargées pour restaurer leurs indicateurs de performance d'origine.
(1) Batteries restées inutilisées pendant une longue période et ayant dépassé la durée de stockage statique.
Dans un environnement à température normale, la durée de stockage statique de la batterie UPS générale est de 9 mois. Lorsque la température est de 31 à 40°C, la durée de stockage statique est de 5 mois.
(2) Batteries qui ne peuvent pas être chargées à temps après leur décharge.
(3) Travail à long terme en état de charge flottante (c'est-à-dire que l'onduleur fonctionne longtemps sur secteur) et dépasse la durée de stockage statique.
(4) Décharge accidentelle, placez la tension aux bornes de la batterie en dessous de la tension de coupure. Le courant de charge d'égalisation est généralement choisi pour être de 0,3C ou légèrement inférieur à 0,3C. Pour une batterie avec une tension nominale de 12 V, la tension de charge équilibrée est généralement de 14,5 V. Les utilisateurs qui ne disposent pas de chargeur dédié peuvent se référer aux données ci-dessus pour construire le circuit nécessaire à la relance de l'ancienne batterie.
