铁电池UPS——UPS行业的钢铁动力
摘要：金融、通信、交通行业行业的高速发展带动了UPS行业一直持续稳步的增长，UPS技术也不断的发生着变革，单机冗余并机、双总线冗余并机、三总线冗余并机、单机模块化UPS、发展智能的监控与管理、直流UPS等，UPS的新技术层出不穷，但在电池方面UPS还未突破铅酸电池的束缚。据行业专家透露，2010年国际金融展上曾有一款名为IRON6K的UPS，因其搭载的电池不是传统铅酸电池，而是一种名为铁电池的新型动力电池，专家组最后一致认定该款产品为“最具潜力奖”。
1传统UPS铅酸电池存在的问题
蓄电池是1859年由法国人普兰特(Plante)发明的，至今已有一百多年的历史。铅酸蓄电池自发明后，在化学电源中一直占有绝对优势。这是因为其价格低廉、原材料易于获得。但是到了21世纪，铅酸电池行业的技术门槛越来越低，市场上品牌泛滥，技术停滞不前，长此以往势必会影响电源产业以及新能源行业的发展。
与次形成鲜明对比的是，随着金融和电信两大重点行业的高速发展带动了UPS行业一直持续稳步的增长，UPS技术也不断的发生着变革，单机冗余并机、双总线冗余并机、三总线冗余并机、单机模块化UPS、发展智能的监控与管理、直流UPS等，UPS的新技术层出不穷，但在电池方面UPS还未突破铅酸电池的束缚。
铅酸电池在UPS应用中主要存在以下问题：
1.1寿命问题：
1.1.1铅酸电池对环境温度要求较高，工作环境一般要求在20℃-25℃之间，低于15℃时，其放电容量下降，温度每降低1℃，其容量下降1%，而温度过高（大于30℃）其寿命就会成倍缩短；
1.1.2要防止铅酸电池深度放电，深度放电会造成铅酸电池内阻增大或充电电压过低，从而导致降低甚至失去充电能力，对于铅酸电池来讲放电程度越深，循环寿命越短；
1.1.3要避免大电流充放电，对于铅酸电池来说标准充电电流为0.2C，如果过大则会造成电池极板膨胀变形，使得极板活性物质脱落，内阻增大，容量下降，寿命缩短；
1.1.4对于不经常停电的地区，建议用户每隔三个月对UPS进行一次人为的断电，让UPS电源在逆变状态下工作一段时间，防止电解液沉淀，以便让蓄电池维持良好的充放电特性，延长使用寿命；
1.2安全问题
近年来，由蓄电池漏液、高温性能差、维护不到位、负极析出氢气等原因引起的火灾层出不穷，机房着火、系统崩溃、业务中断、数据丢失……带来的损失难以估量，也给铅酸蓄电池的UPS系统行业带来了巨大的挑战！
案例一：
2005年5月，某省网通分公司一接入网机房发生火灾事故，烧毁蓄电池组及其附近的电缆、入户木门、空调等物品，造成该接入网实装机465户及数据20线的通信全部中断(用户主要为企业用户)。故障历时17小时35分。
原因：机房中的蓄电池组正常维护巡检不到位，未能严格按规程要求落实检查、检测，致使不能及时发现并排除蓄电池故障和安全隐患电池故障引起高温，长时间的持续高温引燃蓄电池ABS塑料外壳，导致火灾发生。
图一铅酸电池引起的机房火灾事故
案例二：
2010年6月24日凌晨、天津某公司新大路与中山路交口附近一家公司机房着火，整个机房内几乎全被火苗和浓烟覆盖、设备被烧毁。
事故原因：消防人员分析事故原因是蓄电池因漏液短路引起自燃。
1.3空间问题
铅酸电池受自身固有特性限制，备电配置原则通常为DOD30-50%，导致在典型的室内IDC机房中需要的铅酸电池容量巨大，2-4组的电池占地面积巨大，而且机房承建单位通常会考虑到安全问题而要求用户建立单独的电池组机房，空间利用率很低，用户承担了巨大了电池房建设成本和额外的空调配置费用，造成了用户使用成本的巨大浪费！
图二典型数据机房平面简图
2铁电池优势分析
比亚迪公司是国内最大也是最早做锂电池的厂家，据悉，该公司推出的电动汽车F3DM、E6上的电池就是铁电池。铁电池究竟有哪些显著特点呢？
2.1长循环寿命和浮充寿命
铁电池在25ºC以一小时率的充放电电流进行100%DOD循环充放电，2000次循环后剩余有效电池容量依然在初始容量的80%以上。
图三铁电池常温循环寿命曲线
铁电池有良好的浮充特性，常温下即使以均充电压对铁电池进行浮充，一年后其实际可用容量也没有任何损失
图四铁电池浮充测试曲线
2.2适应高温环境
铁电池60°C时以两小时率进行100%DOD的充放电测试，仍具备1200次以上的循环寿命。45°C下浮充一年的测试结果表大功率稳压器厂明，铁电池的容量损失也小于5%。
图五铁电池高温循环曲线
2.3可深度放电，不怕欠充电
铁电池的电化学体系不同于铅酸电池，其放电深度可达97%，长期处于欠充电状态也不会有任何不良影响。用更少能量的铁电池来实现所需的备电时间。
2.4大倍率充放电
铁电池具有快速充电特性，可最大3C（一小时率充电电流的三倍）充电，20-30分钟即可将电池从0%SOC充电至100%，从而确保蓄电池能快速充满电以应对下次突然停电。
图六大倍率放电曲线（12V10Ah铁电池模块）
铁电池也具有优秀的大倍率放电特性，即使放电电流10倍于一小时率，实际可用容量也是标称容量的90%以上。一小时率以内的充放电电流也不会对电池的循环寿命有任何损害。而以一小时率放电的铅酸电池，其实际可用容量只有标称容量（基于十小时率放电）的70%甚至更低。 [!–temp.wl–]铁电池UPS——UPS行业的钢铁动力
UPS电源在工程中的应用 随着经济不断发展计算机广泛应用，一些重要场所：如金融、信息、通讯、公共设备控制，对电源可靠性、稳定性要求高，超大规模集成电路制造等产业对电源也有相当高要求。电压偏移、电压波形畸变、断电持续等电源质量