[發明專利]一種基于氫氣產生速率比率預知UPS電池故障方法

在審

• 申請號: 202110696278.7
• 申請日: 2021-06-23
• 公開（公告）號: CN113655382A
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發明（設計）人: 李繼方;武瑩;曹紅英;馮碩;海晨;郭慧珊;馬立冬;石曉陽;張春洋;周索文淵
• 申請（專利權）人: 華北水利水電大學
• 主分類號: G01R31/367
• 分類號: G01R31/367
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 王聚才

本發明的目的是提供一種基于氫氣產生速率比率預知UPS電池故障方法，用于預知電池內部的反應狀況，達到預知電池故障的目的，根據鉛酸蓄電池的內部單位時間所產生的氫氣量和正常運行時單位時間所產生的氫氣量做對比所得標準值為本方案預測故障的判據，不僅簡易可行，并且相對于煙霧報警器等設備，此方法可以明顯的提前故障的預報時間，可以在最短時限內發出報警，既保證電池使用壽命，又保證不會導致其他更加嚴重的故障，并且可以準確的預報故障類型，完全可以替代其他的保護設備,還可以某種程度上降低專業人員的工作強度。

技術領域

本發明屬于UPS設備保護技術領域，具體涉及一種基于氫氣產生速率比率預知UPS電池故障方法。

背景技術

USP(Uninterrupted Power Supply)設備，即不間斷電源設備,按照其工作方式可以簡單分為三大類：后備式UPS、在線式UPS、在線互動式UPS；在這其中，由于在線式UPS無論是市電接通還是斷開，都能夠提供高質量的電能，所以此種 UPS使用最為廣泛，價格也較為貴一些。

但是無論是哪種UPS都會具有以下幾種結構：蓄電池、逆變器、整流器和靜態開關，充電器；由于UPS要求電能切換時間需要盡可能的短，所以除了電池容量的大小和電能的諧波含量這兩個指標之外，靜態開關這一組成部分就顯得十分重要。

在科技發展迅速的21世紀，傳統的市電難以滿足用戶的需求。最直接的體現就在于計算機的機房當中，當突然間的電力中斷，或者由于電壓波動太大造成的數據損壞，以及工人的作業未保存，都給人們帶來了十分巨大的麻煩。于是 UPS就應運而生，UPS的使用目的在于兩個方面；

1、UPS具有濾波功能，當市電正常供給的時候，它會通過自身的整流電路把交流電變為直流電，一方面給自己的電池充電；另一方面再通過逆變器和濾波器進行濾波，最后再輸送給用電器。值得注意的是，經過此過程之后市電的電壓以及波形都比原來的更加符合標準。

2、UPS可以作為備用能源，用于在市電突然中斷的時候提供電能。由于電能切斷時間極短，所以使得用電器相當于供電沒有中斷。而當市電再次接通時，電池就會停止供電，轉為充電。

綜合這兩點，就可以得出UPS為電工作者提供了更好的工作環境的結論。于是近些年來UPS技術發展極為迅速，并且朝著體積小、容量大、免維修的方向前進。并且各個機房、私人電腦或者一些其他貴重設備也都添加了UPS設備。

UPS的故障類型分為多種，電力電子設備部分的故障、再或者是電池的故障。在這些故障中又以電池的故障所導致的后果最為嚴重，當電池發生嚴重故障時，如果沒有比較及時的處理手段難么就會造成經濟損失嚴重時會引起火災，對人身安全也是重大的威脅。

所以如何預知、處理這些突發的狀況，以便于使損失降到最低，變成了我們最需要考慮的問題。

UPS的故障分為多種，但是歸結其故障的起因有兩個，分別是由充電條件不好所引起的熱失控和電池內部的活性物質脫落。由于蓄電池都會有其使用壽命周期，所以電池老化并不屬于電池故障。

如今對于UPS電池保護措施十分缺少，很多保護僅僅只是通過經驗所得，但是實際上，僅僅靠人為的判斷而不加入一些電池準確地數據的判斷是不可靠的，不僅僅因為人會由于當前的工作而忘記判斷UPS的工作狀態，在另一方面認為的判斷總是滯后的，即使通過人為判斷出了故障，此時UPS的電池也會有很大程度上不可逆的損壞，此時我們的損失已經產生，難以挽回。

但更值得我們考慮的是，使用UPS設備的人員并不一定會懂得UPS故障的判斷，所以我們更需要一種報警設備，能夠準確的預報電池的故障在故障發生最開始幾秒，再或者是預先知道故障的類型，并且采取對應的策略才能更加有效的降低我們的損失，甚至完全可以避免對電池使用壽命的影響。