还在为 UPS 蓄电池故障担忧？在线监测一招搞定！

简婷

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定  201801

   在现代电力保障体系中，UPS 蓄电池作为关键时刻的 “救命稻草”，其重要性不言而喻。然而，当深入探究 UPS 蓄电池在线监测领域时，诸多棘手痛点逐渐浮出水面。这些痛点如同隐藏在暗处的 “杀手”，悄无声息地威胁着电力供应的稳定性与持续性，让众多依赖稳定电力的企业和机构苦不堪言。今天，就让我们一同聚焦这些痛点，探寻背后的深层原因与解决之道。

   在数据中心、通信基站等对电力稳定性要求的场所，UPS 蓄电池肩负着保障电力不间断供应的重任。可谁能想到，看似可靠的 UPS 蓄电池在线监测，实则暗藏重重痛点。从难以精准察觉的电池老化隐患，到复杂环境下监测数据的频繁波动，这些问题不仅增加了运维成本，更随时可能引发电力中断事故，给生产经营带来难以估量的损失。接下来，让我们一探究竟，看看这些痛点究竟如何困扰着我们。

一、监测技术局限性

（一）电池健康状态评估不准

   传统参数监测的片面性：目前多数在线监测系统主要依赖电池的电压、电流等常规参数来评估健康状态。但在数据中心复杂多变的运行环境中，这些参数并不能全面反映电池的真实健康状况。例如，部分电池内部可能已经出现极板硫化、活性物质脱落等问题，然而在正常充放电过程中，其电压、电流表现仍处于看似正常的范围，导致监测系统无法及时察觉潜在故障，为数据中心的电力保障埋下隐患。

   容量预测偏差大：准确预测电池剩余容量是制定合理维护计划、保障数据中心不间断供电的关键。但现有的在线监测技术在容量预测方面存在较大误差。数据中心的电池使用场景复杂，负载电流波动频繁，这使得基于传统模型的容量预测方法难以适应。实际情况中，可能监测系统显示电池容量充足，但在突发高负载情况下，电池实际可供使用的容量远低于预期，导致 UPS 过早切换至市电，严重时甚至引发电力中断事故。

二、环境适应性难题

（一）温度影响监测精度

   局部过热难察觉：数据中心内部设备密集，散热情况复杂，存在明显的局部热点区域。蓄电池对温度极为敏感，温度过高会加速电池老化、缩短使用寿命，同时也会影响监测数据的准确性。一些在线监测系统虽配备了温度传感器，但在面对数据中心复杂的温度场时，传感器布局往往难以做到全面覆盖，导致部分区域的电池处于高温环境却未被及时监测到。例如，在某数据中心的一个机柜内，由于通风不畅，局部温度比其他区域高出 10℃以上，而该区域的电池温度监测数据却未能准确反映这一异常，使得电池长期在高温下运行，性能快速下降。

   温度补偿算法不完善：即使监测到了温度变化，现有的在线监测系统在进行温度补偿时，算法往往不够精准。不同品牌、型号的电池对温度的响应特性存在差异，而通用的温度补偿算法无法充分考虑这些差异，导致在温度波动时，对电池参数的修正不准确。例如，当环境温度从 25℃骤降至 15℃时，监测系统按照默认的温度补偿算法对电池电压进行修正，结果与实际电池在该温度下应有的电压偏差较大，进而影响了对电池健康状态的判断。

（二）电磁干扰干扰信号传输

   复杂电磁环境影响传感器性能：数据中心内布满了大量的电子设备，如服务器、交换机等，这些设备在运行过程中会产生强烈的电磁干扰。UPS 蓄电池在线监测系统的传感器多为精密电子元件，极易受到电磁干扰的影响。受到干扰后，传感器采集的数据会出现波动、跳变等异常情况，导致监测系统误判电池状态。例如，在数据中心网络设备集中的区域，由于电磁干扰强度大，该区域内的电池监测传感器采集的电流数据频繁出现大幅波动，使监测系统频繁发出错误警报，严重干扰了运维人员的正常工作。

   信号传输线路受干扰：从传感器到监测主机的信号传输线路也会受到电磁干扰的影响。数据中心内的布线错综复杂，监测信号传输线不可避免地会与其他强电线路并行或交叉，这增加了信号受到干扰的风险。一旦信号传输过程中受到干扰，数据丢失或错误的情况就可能发生，导致监测系统无法获取完整、准确的电池信息，影响对电池状态的实时监测和分析。

三、运维管理困境

（一）系统兼容性差

   不同品牌设备难以协同：数据中心在建设和升级过程中，可能会采用不同品牌的 UPS 设备和蓄电池，以满足多样化的业务需求。然而，现有的在线监测系统往往缺乏良好的兼容性，不同品牌设备之间的通信协议、数据接口存在差异，导致难以实现统一的监测和管理。例如，某数据中心同时使用了 A 品牌的 UPS 和 B 品牌的蓄电池，其配备的在线监测系统只能分别对 UPS 和蓄电池进行独立监测，无法整合数据形成全面的电池状态分析报告，给运维人员的工作带来极大不便。

   软件升级困难：随着技术的不断发展，在线监测系统需要定期进行软件升级以提升功能和性能。但在数据中心实际运维中，软件升级往往面临诸多困难。由于监测系统与数据中心内其他关键业务系统存在一定关联，升级过程中可能会引发兼容性问题，影响整个数据中心的正常运行。此外，一些老旧的监测系统，由于厂商不再提供技术支持，无法进行软件升级，导致系统功能逐渐落后，难以适应数据中心日益增长的运维管理需求。

（二）运维成本高

   设备采购与安装成本：构建一套完善的 UPS 蓄电池在线监测系统，需要采购大量的监测设备，包括传感器、数据采集器、监测主机等，这本身就是一笔不小的开支。在数据中心规模较大的情况下，设备采购成本更是高昂。此外，设备的安装也需要耗费大量的人力和时间，尤其是在已建成的数据中心中进行监测系统的安装，需要对现有的电池组进行改造、布线，施工难度大，进一步增加了安装成本。例如，一个拥有 1000 组电池的数据中心，构建在线监测系统的设备采购和安装成本高达数十万元。

   运维人力成本：即使监测系统投入使用后，后续的运维人力成本也不容忽视。由于监测系统的复杂性以及可能出现的各种问题，需要专业的运维人员进行日常巡检、数据分析、故障排查等工作。在数据中心规模较大时，还需要配备专门的运维团队。例如，某大型数据中心为了保障 UPS 蓄电池在线监测系统的正常运行，专门组建了一个 5 人团队，每年的人力成本支出高达上百万元。而且，运维人员需要不断学习新的技术和知识，以应对监测系统不断出现的新问题，这也间接增加了人力成本。

四、安科瑞UPS蓄电池在线监测方案

   ABAT100系列蓄电池在线监测系统，可提供电池的电压、内阻与内部温度等电池运行信息，并可提前对失效的电池进行预警及电池均衡，保障电池组备电时间并延长电池组使用寿命。该系统具有监测功能，安装、维护与接入非常方便，系统主要由ABAT100-S单电池监测模块、ABAT100-C组电池监测模块、ABAT100-HS采集器模块以及触摸屏等组成，可通过触摸屏查询告警与实时数据、设置参数等，可选配监测平台实现网络化集中管理。

具有监测电池的电压、内阻与内 部温度功能，安装、维护与接入非常方便。

ABAT100-HS数据采集器

   用于管理采集前端分布式单电池监测模块的数据，并进行数据处理、解析、告警生成、保存和上传；一个采集器可以管理 1组, 120节 蓄电池；数据自动分析处理，可估算电池剩余容量；支持MODBUS协议可接入第三方监测系统。

ABAT100-S单体电池监测模块复杂

    每天24小时在线监测，随时发现性能劣化的电池；

   分为2V、6V、12V三种检测范围，满足绝大多数蓄电池要求；

   每个模块监测一节电池，监测电压、内阻与负极温度；

   安装简单，正负极各接一根线，无专门培训就能安装。

ABAT100-C单组电池监测模块

   充放电电流与环境监测

   每天24小时在线监测充放电电流与环境温度

   带光电隔离，支持MODBUS协议，极易接入第三方监测

   系统性能高可靠稳定

ABAT100-C模块配套霍尔电流传感器

ATP触摸显示屏

   实时数据、告警信息、事件查询和统计

   曲线图、柱形图、环形图等多元化图形展示

   RS485串口 / RJ45网口 / USB接口

   24VDC供

   电嵌入式安装

   7/10寸工业级触控屏可选

组网方案

组网方案一：触摸屏串口采集组网方案

组网方案二：AcrelEMS，EIOT平台组网方案

选型示例根据项目信息配置如下方案每台UPS主机下的蓄电池监控配置方案：

五、安科瑞AcrelEMS-IDC数据中心综合能效管理系统

平台组成

    安科瑞电气紧跟数据中心能效、资源利用率和可用性，提高运维效率并降低运维成本。

   AcrelEMS数据中心的能源管理提供全*位的监测和控制，主要分为电力监控、动环监控、能耗统计分析（能源管理）、蓄电池监控、精*配电监控、智能母线监控、智能照明、消防相关的子系统。

平台拓扑图

蓄电池监测系统

作者简介：简婷，女，本科，现就职于安科瑞电气股份有限公司，主要研究方向为蓄电池在线监测系统。