云數(shù)據(jù)中心蓄電池管理方案

云數(shù)據(jù)中心蓄電池管理方案目錄1 蓄電池運(yùn)維困惑 12 蓄電池應(yīng)用環(huán)境要求 33 蓄電池管理參數(shù)設(shè)置 113.1 浮充轉(zhuǎn)均充電流 113.2 浮充轉(zhuǎn)均充容量 113.3 均充轉(zhuǎn)浮充電流 113.4 均充延時(shí)（也叫穩(wěn)流均充） 113.5 手動(dòng)均充 124 蓄電池放電維護(hù)方式 155 蓄電池狀態(tài)評判 195.1 使用直流放電測試儀進(jìn)行放電 205.2 電源設(shè)備自帶的容量測試功能進(jìn)行放電 216 監(jiān)控平臺(tái)管理 246.1 電池監(jiān)控儀 246.2 本地動(dòng)環(huán)系統(tǒng) 246.3 遠(yuǎn)程集中管控平臺(tái) 25“養(yǎng)兵千日，用兵一時(shí)”，這句話用來形容蓄電池再合適不過了。作為數(shù)據(jù)中心常用的后備儲(chǔ)能器件，蓄電池大部分時(shí)間都處于“閑置”充電狀態(tài)，但在應(yīng)對各種突發(fā)市電異常時(shí)，它能夠?qū)?nèi)部存儲(chǔ)的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能，并通過高壓直流（HVDC）或UPS等電源設(shè)備持續(xù)不斷地將能量提供給重要負(fù)載使用，保障業(yè)務(wù)的連續(xù)性，其重要程度不言而喻。蓄電池運(yùn)維困惑從1800年世界上第一節(jié)電池發(fā)明至今，電池行業(yè)已經(jīng)走過了兩百多年歷史。隨著技術(shù)與材料的發(fā)展，市場上各類電池多種多樣，已經(jīng)無所不在地融入了我們的工作和生活當(dāng)中。閥控式免維護(hù)鉛酸蓄電池（簡稱VRLA，圖1）因技術(shù)成熟、原材料廣泛、相對穩(wěn)定等因素，目前仍然是眾多數(shù)據(jù)中心的首選。圖1，閥控式免維護(hù)鉛酸蓄電池通常一個(gè)超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心需要的蓄電池?cái)?shù)以萬計(jì)，其建設(shè)及維護(hù)成本非常高昂。為了滿足大功率放電需求，各數(shù)據(jù)中心在設(shè)備選型時(shí)大多采用了理論設(shè)計(jì)壽命達(dá)到10年的高放電功率產(chǎn)品（環(huán)境溫度25℃）。但理論不等于實(shí)際，根據(jù)多年的運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，即使設(shè)計(jì)壽命長達(dá)10年的蓄電池，往往也可能會(huì)過早地開始出現(xiàn)失效故障，根本原因就在于實(shí)際應(yīng)用環(huán)境及使用方式無法同設(shè)計(jì)壽命所參考的因素一模一樣，當(dāng)多個(gè)因素偏離項(xiàng)出現(xiàn)時(shí)，將對蓄電池壽命產(chǎn)生難以估量的影響。圖2是表示產(chǎn)品可靠性的浴盆曲線，在經(jīng)過了早期失效期（受原材料質(zhì)量、生產(chǎn)工藝等因素影響）后，如果能通過良好的應(yīng)用環(huán)境、以及合理的維護(hù)方式延長偶發(fā)失效周期，則會(huì)極大地提高蓄電池的實(shí)際使用壽命，從而延緩設(shè)備更新采購的時(shí)間，降低折舊成本。圖2，產(chǎn)品可靠性浴盆曲線作為運(yùn)營管理者，在面對機(jī)房內(nèi)數(shù)量眾多的蓄電池，思考提高其使用壽命的維護(hù)方案時(shí)，又不免會(huì)出現(xiàn)以下困惑：本文將結(jié)合數(shù)據(jù)中心多年的運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)，圍繞以上問題探討提升機(jī)房蓄電池運(yùn)維管理水平的一些思路。

蓄電池應(yīng)用環(huán)境要求通風(fēng)是蓄電池應(yīng)用環(huán)境的基本要求，這是因?yàn)殂U酸蓄電池內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)過程中會(huì)產(chǎn)生少量氫氣（圖3），在內(nèi)部壓力釋放時(shí)通過單向排氣閥排出。從防腐蝕及防爆安全的角度考慮，不管是電池柜、電池架，還是電池室，都應(yīng)設(shè)計(jì)專門的通風(fēng)裝置，避免在完全密封環(huán)境下使用蓄電池。同時(shí)有條件的機(jī)房還可安裝氫氣檢測裝置。圖3，電池內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氫氣除了通風(fēng)，溫度則是與蓄電池使用壽命強(qiáng)相關(guān)的環(huán)境因素，圖4是某品牌蓄電池的技術(shù)參數(shù)，從中可以看到蓄電池壽命是隨溫度而變化的。目前類似于蓄電池、電容等產(chǎn)品的可靠性推算可以參考一個(gè)較為通用的近似方式，即10℃法則。該法則實(shí)際是由瑞典化學(xué)家阿倫尼烏斯創(chuàng)立的經(jīng)驗(yàn)公式Arrheniusequation，即化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)隨溫度變化關(guān)系公式推導(dǎo)而來，簡單來說就是當(dāng)溫度每上升10℃，產(chǎn)品壽命約減半。但是對于蓄電池而言，過低的溫度卻又會(huì)導(dǎo)致蓄電池內(nèi)部活性的下降，從而造成放電容量的降低（圖5），因此各品牌蓄電池在設(shè)計(jì)壽命時(shí)的環(huán)境溫度同多數(shù)電器電子產(chǎn)品一致，都以25℃作為了基準(zhǔn)。這個(gè)溫度值在±2℃的浮動(dòng)范圍內(nèi)剛好同大部分機(jī)房的環(huán)境溫度要求保持了一致，比如IT設(shè)備冷通道。圖4，某品牌蓄電池壽命溫度關(guān)系圖圖5，某品牌蓄電池運(yùn)行溫度與放電容量關(guān)系圖當(dāng)前，在數(shù)據(jù)中心機(jī)房內(nèi)，蓄電池的安裝環(huán)境主要有以下兩種類型：電池架蓄電池安裝于開放式電池架上（如圖6），并單獨(dú)放置在獨(dú)立電池房間內(nèi)，主要用于動(dòng)力輔助設(shè)施、以及傳統(tǒng)IT機(jī)房的HVDC、UPS等設(shè)備配套使用。優(yōu)點(diǎn)是處于同一房間內(nèi)的電池環(huán)境溫度一致性較好，且電池架高度一般不超過4層，所有電池外觀及接線端子可視，便于日常巡檢和維護(hù)。圖6，開放式電池架電池柜蓄電池按分組安裝于電池柜內(nèi)（圖7），主要用于MDC、T-Block等模塊化機(jī)房中的HVDC設(shè)備配套使用。優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)蓄電池物理安裝位置靠近IT設(shè)備時(shí)，可以保持蓄電池在相對獨(dú)立的運(yùn)行環(huán)境里，不會(huì)受到熱通道高溫的影響，且降低了IT運(yùn)維人員可能接觸到直流電源的風(fēng)險(xiǎn)。圖7，電池柜從維護(hù)便利性上來看，開放式電池架是優(yōu)于電池柜的，但是在配套模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的機(jī)房使用時(shí)，只有電池柜才能在與其它設(shè)備拼接后，組成封閉的環(huán)境實(shí)現(xiàn)冷熱通道的隔離。因此為了給電池柜內(nèi)的蓄電池提供良好的環(huán)境溫度，騰訊數(shù)據(jù)中心在電池柜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上做了一定的考慮（如圖8）。電池柜前后門設(shè)計(jì)防水百葉，同時(shí)在前門增加散熱風(fēng)扇，且百葉面積通孔率以及風(fēng)扇規(guī)格均通過詳細(xì)計(jì)算，滿足電池柜內(nèi)散熱需求；前門散熱風(fēng)扇具備手/自動(dòng)控制功能，可通過電池柜內(nèi)溫度監(jiān)測實(shí)現(xiàn)自動(dòng)啟停；電池組各層間距（即電池頂部到上一層板底部）距離規(guī)定不小于140mm，同層蓄電池水平間距不小于30mm，保證電池柜內(nèi)通風(fēng)順暢。同時(shí)電池柜尺寸余量足夠，充分適應(yīng)各品牌多種容量電池尺寸；電池柜側(cè)板增加阻燃隔熱棉，避免柜體兩側(cè)的HVDC或IT設(shè)備運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的熱傳導(dǎo)。圖8，電池柜散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)除此以外，為提高同組蓄電池的溫度均衡性，在模塊化機(jī)房內(nèi)使用電池柜時(shí)，還應(yīng)關(guān)注空調(diào)設(shè)備的控制參數(shù)設(shè)置，優(yōu)化從冷通道進(jìn)入柜體內(nèi)的氣流，以確保柜體內(nèi)不同位置蓄電池散熱條件的一致性。以圖9的數(shù)據(jù)為例，該圖顯示的某組安裝于電池柜內(nèi)的蓄電池在放電測試后恢復(fù)充電時(shí)的數(shù)據(jù)，通過綠色的溫度柱狀圖可以發(fā)現(xiàn)不同編號的蓄電池出現(xiàn)了較大的溫度差異，其中最高的接近29℃，而最低的只有24.5℃。圖9，某電池組充電時(shí)的溫差經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)，該模塊化機(jī)房因負(fù)荷較低，現(xiàn)場開啟的列間空調(diào)數(shù)量少，且空調(diào)的風(fēng)速參數(shù)設(shè)置只有0.4Pa，導(dǎo)致冷熱通道的風(fēng)壓差過小，無法提供充足冷量流經(jīng)蓄電池表面帶走熱量。在調(diào)整空調(diào)風(fēng)速參數(shù)至3Pa后，各只電池溫度開始逐漸變得均衡，極差從4.4℃快速降至0.9℃（見圖10）。在模塊化數(shù)據(jù)中心大規(guī)模發(fā)展的同時(shí)，作為運(yùn)營管理者，不僅要重視IT類設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境，同樣也不能忽視了蓄電池這類傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備在新的應(yīng)用場合下的環(huán)境條件。圖10：調(diào)整列間空調(diào)參數(shù)后的溫差既然提到了溫度，這里就再討論一下溫度補(bǔ)償功能。蓄電池在低溫環(huán)境下適當(dāng)提高充電電壓、在高溫環(huán)境下適當(dāng)降低充電電壓，這是所有蓄電池廠家的技術(shù)要求。而現(xiàn)如今的UPS、HVDC都具備了溫度自動(dòng)補(bǔ)償功能，但是從風(fēng)險(xiǎn)和管理角度并不太推薦在數(shù)據(jù)中心室內(nèi)環(huán)境下使用該功能，主要有以下幾點(diǎn)原因：

為了保證后備時(shí)間，數(shù)據(jù)中心采用多組電池并聯(lián)的方式，而UPS、HVDC對蓄電池的充電管理是無法做到每組電池獨(dú)立控制的，且溫度補(bǔ)償大都只能接入一個(gè)位置的采集數(shù)據(jù)，當(dāng)蓄電池組之間有溫差時(shí)，就不能做到每組電池都以合理的電壓充電；溫度采集器自身也存在精度偏差甚至故障的問題，假設(shè)溫度采集數(shù)據(jù)低于了實(shí)際溫度，若未及時(shí)發(fā)現(xiàn)并采取干預(yù)，便可能出現(xiàn)因充電電壓過高而導(dǎo)致的過充甚至熱失控事故；數(shù)據(jù)中心機(jī)房內(nèi)電池環(huán)境溫度由精密空調(diào)控制，且有動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)，因此環(huán)境溫度是實(shí)時(shí)可控的，能夠長期滿足電池廠家要求的標(biāo)準(zhǔn)溫度。因此建議，UPS、HVDC等電源設(shè)備配置并接入電池溫度傳感器，但只需要用來監(jiān)測電池環(huán)境溫度并用作報(bào)警、或進(jìn)一步通過報(bào)警禁止均充功能即可（降低熱失控風(fēng)險(xiǎn)），而不需要將溫度值用做充電電壓的實(shí)時(shí)補(bǔ)償調(diào)節(jié)。

蓄電池管理參數(shù)設(shè)置一個(gè)數(shù)據(jù)中心可能會(huì)同時(shí)選用多個(gè)品牌的蓄電池，每個(gè)廠家對電池充放電管理參數(shù)都有一定的要求且不盡相同，比如充電電壓、均充時(shí)間等，而同樣配套使用的UPS、HVDC也是品牌型號多樣，電池管理的軟件邏輯就各不相同了。以某個(gè)機(jī)房為例，電池品牌涉及A品牌和B品牌兩家（后面以A電池、B電池表示），配套的電源設(shè)備包含C品牌HVDC、C品牌UPS、D品牌HVDC三種，按照現(xiàn)場實(shí)際配置關(guān)系有以下4種組合：首先根據(jù)不同蓄電池廠家的技術(shù)要求，我們可以理解A電池和B電池會(huì)有兩套不同的電池管理參數(shù)。但是為什么同樣是A電池，在C品牌和D品牌的電源設(shè)備中參數(shù)設(shè)置會(huì)不同，并且同是C品牌的HVDC和UPS還不同？為了解釋清楚，首先介紹電池管理參數(shù)里的幾個(gè)設(shè)置：浮充轉(zhuǎn)均充電流當(dāng)電源設(shè)備檢測到電池充電電流超過該設(shè)定值（一般為0.06C，C等于蓄電池容量）時(shí)，電源設(shè)備可以由浮充切為均充。浮充轉(zhuǎn)均充容量電源設(shè)備會(huì)計(jì)算電池放電過程中的放電容量，若放電容量超過設(shè)定值（一般為20%），在由放電恢復(fù)為充電后，電源設(shè)備可以將浮充切為均充。均充轉(zhuǎn)浮充電流電池處于均充過程時(shí)，隨著容量的增加，充電電流會(huì)逐漸降低，當(dāng)電源設(shè)備檢測到電池充電電流低于該設(shè)定值（一般為0.02C，C等于蓄電池容量）時(shí)，電源設(shè)備可以將均充轉(zhuǎn)回浮充。均充延時(shí)（也叫穩(wěn)流均充）電池處于均充過程時(shí)，當(dāng)HVDC檢測到電池充電電流低于均充轉(zhuǎn)浮充電流，再保持一定時(shí)間的小電流均充狀態(tài)，然后才轉(zhuǎn)回浮充，這個(gè)時(shí)間就是均充延時(shí)。手動(dòng)均充電池長期未放電、且一直處于浮充狀態(tài)，需要每隔一定時(shí)間手動(dòng)執(zhí)行一次均充，每次保持8至12小時(shí)，以保持電池的活性及單體電壓均衡性。先來看C品牌HVDC和D品牌HVDC在浮充轉(zhuǎn)均充判據(jù)上的差別，以及現(xiàn)場針對性的參數(shù)調(diào)整：然后再來看一下同為C品牌的UPS和HVDC，這兩類產(chǎn)品雖是同一個(gè)廠家生產(chǎn)，但是屬于不同的設(shè)備類型（設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)可能不同），實(shí)際在電池管理功能上也會(huì)存在一些差異。比如UPS軟件則沒有“均充延時(shí)”這個(gè)邏輯，因此在每次放電完成后，只要“均充轉(zhuǎn)浮充電流”達(dá)到判據(jù)條件，則會(huì)立即轉(zhuǎn)浮充。而HVDC在同等判據(jù)下，還會(huì)根據(jù)“均充延時(shí)”維持一段時(shí)間的小電流均充過程。所以如果UPS和HVDC設(shè)定為同樣的均充轉(zhuǎn)浮充電流，則會(huì)在同等放電工況下出現(xiàn)HVDC配套蓄電池均充時(shí)間大于UPS蓄電池的情況。在參數(shù)設(shè)置時(shí)，HVDC若啟用了“均充延時(shí)”功能，可考慮將“均充轉(zhuǎn)浮充電流”判據(jù)適當(dāng)調(diào)高一些。圖11，UPS軟件邏輯中的電池充放電過程示意圖那么過長的均充狀態(tài)會(huì)有什么危害呢？如果各單體蓄電池電解液飽和度有一定的差異，在均充過程末期，飽和度較高的蓄電池電壓就會(huì)開始上升，導(dǎo)致各單體之間電壓不均衡，進(jìn)而觸發(fā)后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)告警。尤其是對于使用壽命已到中后期的蓄電池來說更要特別注意，因?yàn)榉怯?jì)劃性的均充較多情況出現(xiàn)在電池放電后，該過程完全由電源設(shè)備自動(dòng)控制，現(xiàn)場運(yùn)維人員若未及時(shí)關(guān)注均充時(shí)的單體電池狀態(tài)，部分老化電池則有可能在長時(shí)間的均充過程中出現(xiàn)電壓持續(xù)上升、異常發(fā)熱的情況。圖12為某組蓄電池放電后，在自動(dòng)均充下的電壓數(shù)據(jù)曲線，可以看到在21:50左右，開始有個(gè)別電池電壓出現(xiàn)持續(xù)上升，在人為手動(dòng)關(guān)閉均充前，最高值達(dá)到了15.4V。圖12，某組蓄電池均充后期的單體電壓數(shù)據(jù)由上可以看出，現(xiàn)場運(yùn)維人員應(yīng)該仔細(xì)了解不同品牌蓄電池的參數(shù)特性，并熟知各類型電源設(shè)備的電池管理功能，同時(shí)對蓄電池的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以便于對不同搭配組合進(jìn)行差異化參數(shù)設(shè)置，而不是讓系統(tǒng)工作于默認(rèn)參數(shù)下。但由此帶來的問題是設(shè)備組合一旦變多，就會(huì)導(dǎo)致機(jī)房設(shè)備參數(shù)的復(fù)雜性，增加管理的難度。因此對于大體量的數(shù)據(jù)中心建議采取的做法是：對不同蓄電池廠家的技術(shù)要求進(jìn)行梳理，然后制定統(tǒng)一的電池管理功能需求，通過軟件邏輯定制化的方式實(shí)現(xiàn)不同品牌類型電源設(shè)備的電池管理功能一致性。蓄電池放電維護(hù)方式閥控式鉛酸蓄電池內(nèi)部由正極板、負(fù)極板、AGM隔板、電解液組成，正負(fù)極板上的活性涂膏物質(zhì)與電解液在充放電過程中進(jìn)行化學(xué)轉(zhuǎn)換，若長期保持充電而不進(jìn)行放電循環(huán)，極板上的涂膏物質(zhì)將失去活性，導(dǎo)致蓄電池容量性能下降。圖13，極板涂膏前后現(xiàn)有的大型數(shù)據(jù)中心大都是按照A級機(jī)房標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)的，當(dāng)外市電出現(xiàn)異常時(shí)，機(jī)房內(nèi)的中低壓配電設(shè)備會(huì)根據(jù)邏輯執(zhí)行相應(yīng)的自動(dòng)切換，因此蓄電池放電時(shí)間最長一般在1分鐘左右（雙路市電停電后由柴發(fā)啟機(jī)帶載時(shí)），而大部分場景只有10至30秒（單路市電停電后中低壓設(shè)備自動(dòng)切換時(shí)）。更何況數(shù)據(jù)中心選址時(shí)已充分考慮了當(dāng)?shù)氐碾娋W(wǎng)供電環(huán)境，所以平均每年蓄電池因市電異常引起的被動(dòng)放電次數(shù)也屈指可數(shù)。為了保持蓄電池的良好性能，就需要運(yùn)維人員定期主動(dòng)執(zhí)行放電維護(hù)工作，同時(shí)通過維護(hù)時(shí)獲取的數(shù)據(jù)更直接地對電池健康程度進(jìn)行評估。那么應(yīng)該如何進(jìn)行放電維護(hù)呢？先來了解以下兩個(gè)特點(diǎn)：1.蓄電池應(yīng)避免小電流長時(shí)間放電蓄電池應(yīng)避免小電流長時(shí)間放電（電流小于0.05C，不同廠家要求略有不同），否則正、負(fù)極板深層的物質(zhì)將有可能參與反應(yīng)變?yōu)轶w積較大的硫酸鉛晶塊，且很難還原；另外，小電流放電也無法實(shí)現(xiàn)檢查發(fā)現(xiàn)落后電池的目的。2.蓄電池放電測試的時(shí)間應(yīng)以容量為優(yōu)先判定條件

蓄電池放電測試的時(shí)間應(yīng)以容量為優(yōu)先判定條件，而不是固定的放電時(shí)間或者放電測試截止電壓，因?yàn)槊刻紫到y(tǒng)的負(fù)載大小是不相同的，當(dāng)蓄電池進(jìn)行放電測試時(shí)的電流會(huì)存在大小差異，同樣導(dǎo)致了截止電壓、以及可放電容量的差異（放電電流越大，活性物質(zhì)利用率反而越低，因此可放電容量越小，放電截止電壓可以更低），參見圖14。圖14，電池放電電流與截止電壓的關(guān)系因此主動(dòng)放電測試必須在一定負(fù)載條件下進(jìn)行，并根據(jù)放電電流大小調(diào)整測試時(shí)間以及測試截止電壓。某機(jī)房分別對A品牌、B品牌兩個(gè)電池廠家的放電維護(hù)要求進(jìn)行整理如下：表1，兩個(gè)品牌電池對放電測試條件的要求放電條件A品牌電池B品牌電池備注放電電流小于0.05C只進(jìn)行放電功能測試，不進(jìn)行放電性能測試；每半年手動(dòng)均充一次，持續(xù)時(shí)間12小時(shí)；只進(jìn)行放電功能測試，不進(jìn)行放電性能測試；每季度手動(dòng)均充一次，持續(xù)時(shí)間10小時(shí)；1、放電功能測試，即利用配電切換測試機(jī)會(huì)，檢查電池及電源設(shè)備短時(shí)間能否放電；

2、放電性能測試，即對電池進(jìn)行一定時(shí)間的放電，通過電壓、電流、內(nèi)阻、溫度等數(shù)據(jù)評估電池性能；放電電流滿足（0.05～0.1C）之間每年一次放電性能測試，放電容量20%-30%；半年時(shí)手動(dòng)均充一次，在年度放電測試后自動(dòng)均充一次，持續(xù)時(shí)間12小時(shí)；放電電流滿足0.1C以上每半年一次放電性能測試，放電容量50%；每半年放電測試后自動(dòng)均充一次，持續(xù)時(shí)間12小時(shí)；每半年一次放電性能測試，放電容量50%；每半年放電測試后自動(dòng)均充一次，持續(xù)時(shí)間10小時(shí)；基于以上要求，對該機(jī)房內(nèi)滿足不同放電電流條件的蓄電池占比分析如圖15所示，當(dāng)前機(jī)房內(nèi)大約有一半的蓄電池因負(fù)載率過低，無法利用實(shí)際負(fù)載進(jìn)行放電測試維護(hù)。若要保持蓄電池良好的活性，就必須通過機(jī)架式假負(fù)載來創(chuàng)造放電測試的條件。根據(jù)業(yè)務(wù)部署的進(jìn)度安排，目前國內(nèi)很多大型數(shù)據(jù)中心在運(yùn)營初期都會(huì)遇到同樣的問題，建議在運(yùn)維工具采購時(shí)增加一部分假負(fù)載，既可以用于運(yùn)營階段的機(jī)柜PDU改造壓測等測試場景，也可以用于定期的放電測試（推薦選用PTC陶瓷電阻型機(jī)架式假負(fù)載，不會(huì)出現(xiàn)傳統(tǒng)假負(fù)載的紅熱現(xiàn)象，用于正式運(yùn)營環(huán)境下相對更安全）。圖15，滿足不同放電電流條件的蓄電池占比分析另外在電池廠家供貨周期能夠得到保障的前提下（比如建立多個(gè)供應(yīng)商資源池），且業(yè)務(wù)部署計(jì)劃能夠提前準(zhǔn)確制定，新建數(shù)據(jù)中心甚至可以考慮在IT綜合布線前分批次完成蓄電池的采購、安裝調(diào)試及測試（整個(gè)交付周期主要取決于供貨時(shí)間），這樣也可以一定程度上降低機(jī)房的TCO成本。當(dāng)然，這種方式也會(huì)存在原材料價(jià)格波動(dòng)的不確定性，還需要綜合時(shí)間因素來考量成本的可優(yōu)化性。

蓄電池狀態(tài)評判蓄電池狀態(tài)評判需要對電池外觀、電壓、電流、內(nèi)阻、溫度、時(shí)間等因素進(jìn)行綜合考慮，同時(shí)要結(jié)合充電、放電兩種工況，并且還要對當(dāng)前、以及歷史的數(shù)據(jù)做一定縱向、橫向的分析，因此是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工作。面對在網(wǎng)運(yùn)行的海量蓄電池，作為運(yùn)營管理者來說，需要尋找一套相對簡單的評判方法和標(biāo)準(zhǔn)，其中最常用一種的就是對比法（由于內(nèi)阻的測量數(shù)據(jù)取決于儀器檢測原理，因此為了保證對比結(jié)果的準(zhǔn)確性，進(jìn)行內(nèi)阻數(shù)據(jù)分析時(shí)一定要在相同測試儀器條件下進(jìn)行）.1.橫向?qū)Ρ燃赐ㄟ^對同組電池的不同單體之間進(jìn)行對比，或者對相同運(yùn)行環(huán)境、負(fù)載率、維護(hù)方式的不同電池組之間進(jìn)行對比，找出差異。2.縱向?qū)Ρ燃赐ㄟ^對相同電池在不同歷史時(shí)期，但相同運(yùn)行環(huán)境、負(fù)載率、維護(hù)方式等條件下的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，找出差異和變化趨勢。3.標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)對比

即根據(jù)廠家提供的各種參數(shù)曲線表，通過模擬測試條件，將電池的實(shí)測數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行對比，找出差異。在此基礎(chǔ)上還需要意識到一個(gè)問題，也就是不同廠家對蓄電池異常狀態(tài)的評判標(biāo)準(zhǔn)是存在差異的。表2中體現(xiàn)的是A品牌和B品牌兩個(gè)蓄電池廠家內(nèi)部對電池?cái)?shù)據(jù)的異常范圍定義。從表中可以看到兩個(gè)廠家在某些參數(shù)上的評判標(biāo)準(zhǔn)存在較大的不同，這對于動(dòng)環(huán)等DCIM系統(tǒng)自動(dòng)告警策略的制定來說，會(huì)產(chǎn)生一定的難度。因此若一個(gè)數(shù)據(jù)中心同時(shí)使用多個(gè)品牌蓄電池時(shí)，建議參考國標(biāo)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，組織各廠家共同制定相互認(rèn)可的統(tǒng)一異常判定標(biāo)準(zhǔn)。表2，不同廠家對電池部分?jǐn)?shù)據(jù)的異常判據(jù)事項(xiàng)A品牌電池異常標(biāo)準(zhǔn)B品牌電池異常標(biāo)準(zhǔn)備注外觀外殼變形、鼓脹、開裂、漏液_端子極柱變形或爬酸、端子螺紋損壞無法擰緊電壓浮充狀態(tài)超過14.1V并持續(xù)72小時(shí)（即12V電池單體浮充電壓與平均值差異大于0.5V）同批次電池均充狀態(tài)均充電壓>16.5V均充電壓>16V同批次電池放電狀態(tài)低于同組平均電壓0.6V，或電壓低于10.80V，二者之一內(nèi)阻浮充狀態(tài)單體內(nèi)阻超過同組電池內(nèi)阻平均值2倍以上；或單體內(nèi)阻檢測值超過5mΩ以上；單體內(nèi)阻超過同組電池內(nèi)阻平均值50%以上對于內(nèi)阻異常的蓄電池需重點(diǎn)關(guān)注，并通過放電測試數(shù)據(jù)來進(jìn)行綜合判斷以上所列出的標(biāo)準(zhǔn)是針對單體電池的異常評判，若要對蓄電池組整體健康狀況進(jìn)行評估，則應(yīng)通過容量測試。所謂電池容量測試，即使用恒定的負(fù)載對蓄電池組進(jìn)行放電，直到電壓降至放電保護(hù)截止電壓為止，并根據(jù)該過程獲得的相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算出蓄電池的實(shí)際容量。容量測試有兩種可選方案：使用直流放電測試儀進(jìn)行放電優(yōu)點(diǎn)是可以單獨(dú)測試某一組電池，而不影響并聯(lián)的其它電池組，且放電電流恒定，可以比較準(zhǔn)確地得到電池實(shí)際容量。缺點(diǎn)在于放電測試前后需要對電池組的接線端子進(jìn)行拆裝，存在一定安全風(fēng)險(xiǎn)；圖16，蓄電池放電測試儀電源設(shè)備自帶的容量測試功能進(jìn)行放電利用UPS、HVDC等電源設(shè)備自帶的容量測試功能進(jìn)行放電(如圖17），優(yōu)點(diǎn)在于不用將電池拆除并脫離系統(tǒng)，只需在設(shè)備面板執(zhí)行相關(guān)操作即可，且放電過程中若突發(fā)異常故障，電源設(shè)備會(huì)自動(dòng)終止放電測試并恢復(fù)正常模式運(yùn)行。但是這種方法利用的是實(shí)際負(fù)載放電，因此大部分情況無法實(shí)現(xiàn)恒電流方式，容量計(jì)算準(zhǔn)確率會(huì)低于上一種方式，并且無法對并聯(lián)電池組中某一組蓄電池單獨(dú)進(jìn)行測試。圖17，電源設(shè)備自帶容量測試功能由于容量測試過程所需時(shí)間相對更長，且存在一定的風(fēng)險(xiǎn)（比如第一種方式在拆裝電池組端子時(shí)發(fā)生意外短路，或第二種方式測試快結(jié)束時(shí)突發(fā)市電停電、蓄電池?zé)o法再滿足后備需求），因此一般會(huì)有策略地抽取部分電池執(zhí)行容量測試，比如按運(yùn)行環(huán)境、負(fù)載率、維護(hù)方式等條件對電池組進(jìn)行分類，然后從每一類中隨機(jī)抽測部分樣本，這樣便可以完成整體的狀態(tài)評估，以決定蓄電池未來一段時(shí)間內(nèi)的運(yùn)維對策，如圖18所示。圖18，電池容量測試判據(jù)為什么蓄電池容量低于初始值的80%就一定要更換呢？原來計(jì)劃后備時(shí)間15分鐘，如果我們接受一定程度的后備時(shí)間減少，是不是就可以繼續(xù)使用呢？答案是否定的，因?yàn)檫@個(gè)要求并不僅僅只考慮了后備時(shí)間的變化，而更重要的是此時(shí)的蓄電池內(nèi)部已經(jīng)開始出現(xiàn)了較嚴(yán)重的老化，存在電解液干涸甚至熱失控的風(fēng)險(xiǎn)，下圖中的畫面是所有機(jī)房都不希望看到的。圖19，蓄電池?zé)崾Э丶捌鸹鸸收习咐O(jiān)控平臺(tái)管理現(xiàn)今大多數(shù)機(jī)房通過配置電池監(jiān)控儀設(shè)備，都實(shí)現(xiàn)了蓄電池單體電壓、電流、內(nèi)阻、溫度數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，相比起傳統(tǒng)的手持儀器測量方式，在線監(jiān)控能夠快速便捷地采集到所有運(yùn)行數(shù)據(jù)，更重要的是監(jiān)控平臺(tái)中的各種歷史數(shù)據(jù)也都能隨時(shí)調(diào)用，方便進(jìn)行追溯和分析。除此之外，在線監(jiān)測也實(shí)現(xiàn)了異常蓄電池的快速報(bào)警，提高了故障處理及時(shí)性。以某機(jī)房為例，可以通過多個(gè)方式實(shí)現(xiàn)蓄電池實(shí)時(shí)監(jiān)測及報(bào)警功能：電池監(jiān)控儀作為電池末端數(shù)據(jù)的采集設(shè)備，其內(nèi)部軟件也具備告警功能，安裝調(diào)試階段由廠家工程師根據(jù)現(xiàn)場電池配置情況進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，電池監(jiān)控儀主機(jī)會(huì)根據(jù)檢測值自動(dòng)觸發(fā)報(bào)警，可通過設(shè)備自帶的顯示面板查看或上傳至本地動(dòng)環(huán)系統(tǒng)；圖20，某電池監(jiān)控儀內(nèi)部參數(shù)設(shè)置項(xiàng)本地動(dòng)環(huán)系統(tǒng)

根據(jù)電池監(jiān)控儀上傳的數(shù)據(jù)，動(dòng)環(huán)系統(tǒng)按照協(xié)議解析，可以將其中部分狀態(tài)量以告警形式呈現(xiàn)出來，同時(shí)現(xiàn)場運(yùn)維人員也可以自行設(shè)定模擬量的報(bào)警閾值，由動(dòng)環(huán)系統(tǒng)根據(jù)采集數(shù)據(jù)自動(dòng)觸發(fā)報(bào)警；遠(yuǎn)程集中管控平臺(tái)作為數(shù)據(jù)中心運(yùn)營管理的重要工具，管控平臺(tái)將不同區(qū)域的多個(gè)機(jī)房數(shù)據(jù)匯聚在一起，可以由用戶制定統(tǒng)一的測點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)，并且自定義各種告警策略，不再受限于不同廠家協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)、以及軟件邏輯的差異限制，是現(xiàn)今大規(guī)模數(shù)據(jù)中心管控的發(fā)展趨勢，也是未來提升數(shù)據(jù)中心運(yùn)維人員工作效率、實(shí)現(xiàn)運(yùn)維質(zhì)量把控分析的基礎(chǔ)?；A(chǔ)設(shè)施監(jiān)控只是管控平臺(tái)的一個(gè)基本功能模塊，通過監(jiān)測北向接口采集到的數(shù)據(jù)，按照系統(tǒng)