如何延長UPS電池使用壽命

文｜北京廣域相變科技有限公司 閆曉磊

工業生產中存在大量的電池作為應急電源，如電信基站、信息中心機房等。隨著環保理念的不斷深入人心，如何最大限度的延長電池的使用壽命成為擺在大家面前的一個無法回避的問題。

眾所周知，環境溫度對蓄電池使用壽命的影響很大，蓄電池在25℃的環境下可獲得較長的壽命，高溫使用環境是蓄電池的實際壽命不能達到設計壽命的最主要原因。溫度升高時，蓄電池的極板腐蝕將加劇，同時將消耗更多的水，從而使電池壽命縮短。所以蓄電池理想的工作溫度范圍是16℃～25℃。在較冷的溫度下工作會縮短放電時間，在較高溫度下工作則會縮短電池壽命和增加熱失控的可能。環境溫度高于25℃時，每提高10℃蓄電池壽命就會縮短50%。

為將環境溫度降低到電池工作最適宜的溫度，大家常用的方法是在蓄電池工作房間內安裝民用空調，將整個房間溫度控制在25℃左右，保證蓄電池工作溫度。但這樣卻存在著一定的弊端，如果整個房間的溫度相對控制在25℃左右，但由于電池架上的蓄電池過于密集可能導致個別蓄電池之間溫度不均勻，存在局部過高過低的問題，另外由于整個方案是對整個房間進行溫度控制，但是房間內其他設備對環境溫度的要求并不高，有的工作環境溫度可達到35℃，有的甚至高達50℃，因此長時間維持整個房間的低溫將導致空調用能浪費，不符合現在倡導的節能低碳的時代要求。

為了解決這一矛盾，專家提出將相變材料運用到環境溫度控制中，最大限度地依靠自然界溫度來維持電池所需最適宜的環境。相變材料是指隨著溫度改變形態并能提供潛熱的物質，相變材料由固態變為液態或由液態變為固態的過程稱為相變，這時相變材料將吸收或釋放大量的潛熱。利用相變材料會吸熱和放熱的特性可將不同相變點的相變材料運用到不同的領域。因此可選用相變點為25℃的相變材料作為維持電池環境溫度的工具。

具體做法為，蓄電池裝入隔熱柜體內，將房間環境分為兩個區域，即電池工作區與非電池工作區。柜內放入用聚乙烯封閉好相變材料，并在柜體上安裝好小型制冷、排氫和溫控系統。白天電池產生的熱量由柜體內的相變材料吸收，等晚上外界自然環境溫度下降后，利用自然風系統再將相變材料冷卻到固態，以此循環利用。如果工況環境極端惡劣，如夏天高溫持續天氣，溫控裝置探測到外界溫度無法滿足自然降溫的情況，同時柜體內溫度即將達到25℃，其將自動開啟空調裝置，持續確保滿足電池最適宜的環境溫度要求。這樣房間內的其他工作區域溫度就可控制在30℃～35℃，甚至更高。通過這種方式，不僅保證了蓄電池在最佳環境工作，并延長了電池使用壽命，同時可以達到高效節能的效果。根據相關測試使用相變材料比傳統方式節電40%以上。

相變材料的選取可進口國外相關廠商的產品，其中質量上以德國和美國產品較好，國內則是北京廣域相變的產品技術比較成熟，其產量在國內也是最大的。相變材料在電池壽命延長上的利用還處于初期，但推廣下去具有非常大的社會效益，對十二五規劃節能減排目標的圓滿完成具有一定的促進作用。