經(jīng)濟(jì)實(shí)用的備用電池監(jiān)測解決方案

這項(xiàng)傳統(tǒng)技術(shù)之所以廣為應(yīng)用，有很多原因，尤其是鉛酸電池經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，而且具備杰出的可靠性。不過雖然杰出卻并不完美。VRLA電池使用壽命有限（設(shè)計(jì)壽命一般為12年），通常關(guān)鍵系統(tǒng)使用這種電池作為備用電源，不過定期更換。故障可能、確實(shí)時有發(fā)生。在一個典型的備用電源系統(tǒng)中，這種電池的作用正如其名—它們始終保持完全充滿電的狀態(tài)等待主電源失效。而完全充滿電狀態(tài)則通過連續(xù)的小電流“浮”充電維持。如果浮充電流低于某設(shè)定限值，則電池內(nèi)部電解產(chǎn)生的氣體就會再化合。在這種情況下，浮充電壓即使略高于單個電池標(biāo)準(zhǔn)值2.27 V，也有可能損壞電池。小幅過電壓將導(dǎo)致電解液析出多于再化合處理量的更多氣體，這些未被處理的氣體會通過安全閥溢出。如果電池溫度過高，即使充電電壓適當(dāng)，也會導(dǎo)致電解液損耗。

其他失效模式包括早期硫酸化、極柱和板柵連接不良、極板和板柵連接不良、電解液層化及板柵加速腐蝕。另外還有一種雖然少卻是災(zāi)難性的失效模式——熱失控，這是VRLA和膠體電池所特有的一種失效模式，可以引起爆炸起火。防范熱失控的唯一方法是監(jiān)測電池內(nèi)部溫度。

僅僅監(jiān)測電池電壓對檢測鉛酸電池容量下降所起的作用非常有限，這一點(diǎn)已經(jīng)得到業(yè)內(nèi)公認(rèn)。當(dāng)電池性能正在下降時，通常呈現(xiàn)的是標(biāo)稱電壓，直到釋放大電流時方能顯現(xiàn)出來，而這時它的容量已經(jīng)嚴(yán)重降低，端電壓過早跌落。通過測量電解液確切比重來確定電池狀態(tài)，這種方法對密封VRLA或膠體電池不適用；常規(guī)上，檢驗(yàn)電池容量采用的唯一辦法是將整個電池組放電至受控狀態(tài)以下，不過這種方法需要電池停止使用。此外，深度放電還會降低鉛酸電池的壽命；在定期對其備用電池進(jìn)行放電測試以及其主電源具備高可靠性的系統(tǒng)上，大多采用這種測試方案確定電池使用壽命。

近來，可以進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測的非介入式電子法可以檢測單個電池的臨近失效狀態(tài)，這種方法既能節(jié)約成本，又能維持整個系統(tǒng)的可用性。此類系統(tǒng)的前身通常測量電池或電池組（電池行業(yè)術(shù)語，指封裝于同一殼體內(nèi)的多個電池）電壓—盡管其局限性眾所周知—加上充/放電流和周圍溫度。一些系統(tǒng)試圖測量或推測電池內(nèi)阻，其成效各有不同。

LEM的Sentinel系統(tǒng)是基于依賴簡單的基本參數(shù)模擬測量進(jìn)行轉(zhuǎn)變的領(lǐng)先產(chǎn)品，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到第3代即Sentinel III。它在單片定制設(shè)計(jì)的SoC（系統(tǒng)芯片）集成電路上整合了模擬和數(shù)字技術(shù)。該裝置配置在一個測量端電壓、電池內(nèi)部溫度以及內(nèi)部阻抗的模塊內(nèi)，對于可以提供精確測量結(jié)果、費(fèi)用又在大多數(shù)備用系統(tǒng)配置能承受的預(yù)算范圍內(nèi)的系統(tǒng)而言，它是設(shè)計(jì)時一個關(guān)鍵要素。