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淺談BACS電池管理系統用戶的經驗回饋!

於2004年GENEREXBACS系統申請專利。由於GENEREX銷售業務是採取B2B模式 市場開發是由經銷商負責 一直以來,BACS系統於市場銷售均是透過授權經銷商通路 也因此,GENEREX對於BACS系統用戶的使用成果與及滿意度的資訊是比較少。但在全球各地的用戶,GENEREX不時會收到聯繫與及一些資訊,當然地,他們也提供關於BACS系統提高了電池系統效能等等的使用經驗與很多寶貴訊息。

造成UPS跳機/停機 主要原因

在一般情況下,典型串聯連接的電池(任一種電化學材質)安裝於高電壓應用環境,它的放電效率與單顆個別電池相比,卻是相對的糟糕。這是為什麼呢?

電池串聯電路將會產生高電壓,但因電化學特性而導致影響到效率,與單顆電相比卻是相反。

例如,將40顆電池串聯成電池組連接至UPS不斷電設備,這是非常典型的應用,但卻發生電池個別相互間高達2V的電壓差的現象。

因為電池組是透過UPS設備的充電器來充電,就因此將會某些電池的電壓過低,導致充電不足,而另外一些的電池電壓過高,從而導致電池過度充電。

但是,這不是電池的瑕疵的問題,而是因為充電器電壓等於電池組總電壓的關係。電池組是由眾多的電池組成,每顆電池的電化學獨特特性因素造成某些電池過度充電,從而導致電解液蒸發而乾涸;另外某些電池必然充電不足,從而導致硫酸鹽化。也就因此,當於供電的狀態下,將因為電池的故障,造成UPS不斷電設備意外跳機故障。

我們以圖例來說明:這份統計數據是依據美國客戶的某一大型數據通訊機房中心,經過長時間事件記錄來進行統計分析造成UPS不斷電設備〝跳機〞的原因。在某些情況下,電池長時間過度充電的狀態下,電解液將會形成乾涸,可從電池的外觀輕易直接觀察到外殼變形,這個情況佔比就有37%,歸類為〝電池不良〞原因。另外電池充電不足現象,造成電池被硫酸化,導致電池組充電飽和度不足,降低電池組儲存容量。當UPS不斷電設備在緊急應變將供電切換至電池組時,電池組總電壓急速下降,形成電池組有效供電時間不足,這就往往造成UPS的不斷電設備意外〝跳機〞的現象,將其歸類為〝外部不詳〞原因這就是為什麼『電池監控(BMS)』是防止UPS意外〝跳機〞的解決方案,因為電池充電不足是無法透過視覺觀察到,唯一透過系統監控,才可以正確量測出電池電壓不足,事前警告提早因應對策。

所以造成UPS〝跳機〞主要原因來自〝電池故障〞 =>  37%(電池不良) + 26%(外部不詳) = 63%

BACS的優點與功能

BACS電池管理系統具有Equalization(均衡)專利技術,

可以有效防止電池過度充電與充電不足,確保電池不會有乾涸或硫酸化的問題,從而避免造成電池故障的現象主要原因發生。BACS電池管理系統兼具有透過網路遠端即時監控電池的健康狀態(SOH),與及監控電池溫度狀態,以正確管理條件,延長電池使用壽命與及提升性能。

依據世界各地的客戶回應訊息:BACS 確實可確保串聯電路的電池,提供考靠性與延長使用壽命,且安裝使用了BACS電池管理系統可極大改善電池運作性能,這是個博令人振奮與鼓舞的訊息,
更為激動人心的見證之一是以下這一篇文章:

Turning lithium to Lead” :2018_White_Paper lithium batteries vs. lead-acid batteries (English)
鉛酸電池與鋰電池 — 探討〞:2018 白皮書 ─ 鋰電池與鉛酸電池 (繁體中文)

本文作者是GENEREX美國公司同仁與用戶一起合作撰寫的,是以位於美國東部的大型數據通訊機房中心為情境介紹,該中心擁有超過12,000 顆的大型鉛酸電池裝置量。在沒有安裝使用BACS電池管理系統的前兩年,該中心因電池故障更換了152顆電池。客戶於 2011年起,以一年半的時間,陸續更換安裝BACS系統,以替換其原有的〝電池監控(BMS)〞。並以透過BACS電池管理系統的 〝均衡/平衡(Equalizing/Balancing)〞專利技術,為所有的電池進行電壓平衡,我們可以很明顯的發現到在這段期間,電池的故障數量已經大大的減少。

結果,客戶安裝BACS電池管理系統之後,平均每年只有8顆電池故障需要更換!

唯一最大區別,因為先前所安裝的電池監控(BMS)僅能提供監控的功能,而BACS電池管理系統除了監控外且具有〝均衡/平衡(Equalizing/Balancing)〞技術,也因此佐證〝均衡/平衡(Equalizing/Balancing)〞技術於電池管理應用上是有其功效。

一般來說,數據通訊機房針對電池組的檢測,是以一定的週期排程時間來進行電池組容量的測試(離線式或在線式)。IEEE 的建議當電池儲存容量低於80%時需更換電池,這時如果沒有電池監控(BMS)來輔助,用戶是無法看到這些電池的健康狀態,也因此整串電池組而被更換,這無形中對用戶來說是一個極大的成本。當客戶安裝使用 BACS電池管理系統之後,不僅僅電池故障的汰換率降低,而且舊有的電池也因而提升可靠度、耐用性與及儲存容量也相對極大的提高。

在這種的情景下,有可能因為一顆或兩顆的電池容量較低而導致整串電池組儲存容量減少的結果。安裝BACS電池管理系統後可以確保每顆電池完全充飽, 電池組運作時間 (Autonomy) 也相對提升了20%的效率,也因此與沒有使用 BACS的系統相比,它將可使電池串的儲存容量保持更高。

在整個系統增加了儲存容量後的同時,也大大減少及降低了電池故障更換維護的服務需求,這是不容易被察覺到的最大效益

圖說明:每年電池故障數量統計表

我們在右圖,將可明顯的看到結果。即使舊有的電池仍舊繼續使用的情況下,使用BACS電池管理系統後,可明顯發現到有巨大的改善電池的健康狀態節省大量的維護成本, 也同時提高了系統運作的安全性!

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