Jak otestovat baterie UPS efektivně?

[Dave JeNej]

Ahoj, navážu volně na téma kolegy, který psal o tom, jaké UPS do kanceláře. My používáme APC UPSky a jejich originální RBC baterie.

Časem se nám tu na skříňce sešlo několik baterií. Některé jsou údajně OK, jiné jsem zkoušel a vydrží pár minut. Mám 2 UPSky na testování, tedy zapojím do nich baterku, čekám, než se nabijou, pak je odpojím od zásuvky a zkusím přes ně pak napájet setup PC a monitor a měřím výdrž v minutách. Zátěž asi 50 W. Odborným odhadem pak určuji, jestli baterie ještě drží, nebo jestli je na vyhození.

Hledal jsem v menu UPSky, ta žádný dlouhý zátěžový self test nemá. Aplikace APC PowerChute taky ne. Napadá vás, jak co možná nejefektivnější otestovat zbývajících, řekněme, 7 baterií?

Díky.

[Reklama]

[hungarec]

APC se síťovou kartou (webovej PowerChute) má test kalibrace kterej se spustí jen při 100% nabití a jede do 10% (?). Z logu zjistíš čas běhu a můžeš porovnat se specifikací. Výstupní zátěž musí být nad 10%.
Jestli to má i obyč PowerChute (USB) nevím. U Smart-UPS (SMC, SMT) řady by mělo být možné tu kalibraci vyvolat i z menu přímo na UPS. Jak to mají nižší řady nevím.

Každopádně pro relevantní výsledek potřebuješ po celou dobu identickou kontinuální zátěž, což ti PC/server jen tak nedá).

UPS a baterky jsme vždy testovaly tak že se vzal zářič (světlo) o známým výkonu (500W, 1kW). Připojil na plně nabitou baterku, a měřil se čas jak dlouho to svítilo. Zbytek jsou výpočty na papíře (nebo předpřipravené v Excelu kam se dosadí jen ten čas).
Ale s dnešními LED světlama to nejde

Pokud chceš testovat 7 baterií zaráz potřebuješ větší UPS (nebo je nacpat do battery packu), ale nezjistíš tím která z nich je jaká (kapacita). Zjistíš jenom jak fungují jako celek.
Zrychlenej test můžeš udělat tak že baterky nabiješ do 100% a druhej den změříš napětí na prázdno. Bude tam pokles (oproti plně nabitému stavu). Ideálně porovnat i s novou plně nabitou baterií (kolem 13V, nabíjecí je myslím 13,5 nebo 13,7V).
Pár desetin je relativně OK. Ty co klesnou ke 12,5V jsou už pro UPS nedostatečné, ty co klesnou pod 12 jsou KO.

[Marvin]

U olova má smysl měřit vnitřní odpor. Specializovaný měřák je drahý a vyplatí se jen servisákům UPSek.
Když naroste vnitřní odpor, už není baterka schopna dodat proud při zátěži.

Runtime umí APC změřit při kalibraci baterky.
Nabije se na 100%, pustí se kalibrace pro konkrétní zátež, postupně se baterka vybije na 20%. UPS si změří vybíjecí křivku a spočítá runtime.

[czAtlantis]

Tyhle baterky je potřeba testovat ideálně reálnou zátěží co se u té dané UPS očekává. Takže pokud UPS umí nějaký ten runtime test, nebo (pokud to jde), tak prostě UPSku nechat vybít s podobnou zátěží co má udržet. Ideální jsou normální žárovky, pro větší výkony takový ten ventilátorový přímotop nebo fén. Hlavně něco, co umí běžet kontinuálně a nezačne tomu vypínat termostat.

Napětí o ničem nevypovídá...teda vypovídá o tom, že baterka je už garantovaně mrtvá. Ale neodliší baterku co má 10% kapacity od nové.

Osobně teda olovo nesnáším - přijde mi, že se tyhle baterky snaží spáchat sebevraždu a člověk se jim v tom akorát snaží všemožně zabránit... a řekl bych, že je to už překonaná technologie. Začínají se objevovat UPSky s LiFePo4 články, ale teda cenově jsou dost mimo. Přitom LiFePo4 články jsou už s cenou za kWh na tom +- stejně jako olovo. Ale pořád je to asi dost velká specialita, aby se to běžně do UPSek dávalo.

[RDa]

Mam APC (2U 2000VA) a je tam skrze webove rozhrani test vydrze - UPS jede do doby, kdy to opravdu padne a musi prepnout zpet na AC. Doporucuje se tomu 25-50% zateze - ja jsem tam dal nekolik 200W zarovek.

Problem testovani vicero sad vidim v tom, ze nabijeni muze trvat klidne 24 hodin - takze se ti to celkem protahne, jestli te zajima kapacita baterii.

A prakticky ne/smysl je pak - kombinovat jednotlive baterie s ruznym stavem, zde bude asymetricke rozlozeni a budou se navic nicit vice ty jete takze to selze drive nez bys cekal.

Idealni by bylo omerit kapacitu baterii a hlavne vnitrni odpor na nejake kalibrovane nabijecce-vybijecce, a pak vybrat stejne baterie do sestavy s UPS.

[Reklama]

[Marvin]

Některé modelářské nabíječky mají podporu pro olovo, jde nastavit nabíjecí/vybíjecí proud, umí změřit kapacitu, i vnitřní odpor 4-vodičově.
Pro použitelnost v UPS to ale moc neřekne.

Výrobcem udávaná kapacita Pb AKU je pro 20h vybíjecí cyklus, v UPS je baterie přetěžována a využita je jen část uložené energie.

[🇺🇦 GPU]

U malých baterií za stokoruny se to nevyplatí řešit. Dá se očekávat, že po letech provozu jsou opotřebované a buď mrtvé nebo před smrtí. Změna stavu může nastat po pár cyklech a to je u UPS jaksi nežádoucí.

To je jako předpovídat, zda tu 75ti letá babička bude do 80 nebo 100 let...

[drnest]

Hledal jsem v menu UPSky, ta žádný dlouhý zátěžový self test nemá. Aplikace APC PowerChute taky ne. Napadá vás, jak co možná nejefektivnější otestovat zbývajících, řekněme, 7 baterií?

Díky.

V balíčku apcupsd je program apctest a ten umí kalibraci baterky. Tak jestli to stačí...

[Marek Staněk]

Zrovna nedávno jsem to řešil.

Z dokumentace a KB EATONu se držím následujícího: (protože měření článků je opich, trvá dlouho, a měřáky stojí nesmysl) UPSku zatížit provozní zátěží, a zapsat indikovanou dobu výdrže a napětí baterek. Pak odpojit napájení a při simulovaným výpadku si zapsat indikovanou výdrž a napětí baterek (a pokud má UPSka měření teploty baterek tak i tu) po jedné, třech, a pěti minutách. Vybíjet do prázdna nemá smysl, trvá to dlouho a snižuje to zbývající životnost baterek.
Za reálnou výdrž UPSky považovat indikovanou PO 5 minutách trvání výpadku, POKUD během nich nedojde k poklesu indikované vydrže o víc než 20% NEBO napětí baterek pod nominální.
Pokud by během těch 5 minut došlo k poklesu výdrže o víc než 20% NEBO náhlému poklesu výdrže o víc než 10% během minuty NEBO k poklesu napětí baterek na nominální, NEBO k růstu jejich teploty o víc než 5°C, považovat je za vadné a vyměnit.

Pokud je provozní teplota baterek do 25°C, předpokládat životnost 4 roky, pokud 25-30°C předpokládat 3 roky, a na každých 5°C předpokládat životnost kratší o 6 měsíců až rok.

Test opakovat jednou až dvakrát ročně, doporučeno sledovat trendy vývoje rychlosti poklesu výdrže a napětí, a při jejich zhoršení o 10% zvážit preventivní výměnu.

Doporučeno pravidelně cca 1x za měsíc až 3 měsíce stahovat logy, nechat z nich vykreslit grafy, a anomálie řešit dřív, než dojde k závadě.

Uvedené platí pro produkci, v domácím labu je to v podstatě jedno.

[czAtlantis]

Vybíjet do prázdna nemá smysl, trvá to dlouho a snižuje to zbývající životnost baterek.

Já bych naopak řekl, že ničím jiným než plným vybitím do prázdna nezjistíš reálnou kapacitu/zbývající čas. Jakékoliv odhady z napětí po minutě, dvou, pěti můžou jen odhalit baterku co je v háji...zjistíš teda jestli baterka má "více než 3% kapacity, více než 6% nebo více než 15% kapacity.

S tím snížením životnosti to je sice pravda, ale ono udělat jeden test ročně té životnosti moc neubere. *



Jedině mě napadá ještě následující podobný scénář - řekněme že by nová baterka měla vydržet při dané spotřebě hodinu. Mně ale stačí, když UPS vydrží 15minut. Cokoliv nad 15minut beru jako bonus.
V tomto případě bych jednou za půl roku/rok udělal simulovaný výpadek /začátek runtime testu na 15minut a pokud vydrží 15minut, test ukončit.
Tímto ale získáš jen výsledek "kapacita je vyšší než 25%"

*A možná naopak to té baterce i prospěje...Já si pár baterek testuju každoročně na testeru kapacity a píšu si to fixou na baterku.... nemám na to žádný akademicky verifikovaný test, ale když jsem vzal baterky co byly dlouhodobě nabitý různě  z UPS/EZS etc.. a vybil ji, tak tohle vybití dalo menší kapacitu než následující cyklus třeba za týden.

Přijde mi, že se tímhle vybitím rozpustí vrstva sulfátu co jinak při tom vysokém SOC je jinak intertní. Konec konců sulfáty se nejlíp rozpouštějí v co nejřidší kyselině. A při vybíjení klesá koncentrace kyseliny. Takže ta mechanika je taková, že vybitím se zředí elektrolyt a tím se rozruší sulfát co by jinak při mělkém cyklu zůstal v krystalické podobě. A při dalším nabití se už rozpustí a zařadí do normálního fungování.
Je teda pravda, že vybíjení dělám mnohem menším proudem, moje vybíječka umí max 20W. Takže možná rychlý vybití v UPSce 1-4C proudem nic takového neudělá.

[Kit]

Pokud někdo chce baterii úplně vybít, tak jen do minimální hodnoty. Tedy u olova nejvýše do 2 V při nulové zátěži. Li-Ion a Li-Pol do 2,8 V a LiFePO4 do 3 V. Nižší napětí snižuje počet cyklů a té energie už v nich stejně moc není. Dobrá BMS to umí sama ohlídat, ale ty se pro olovo nepoužívají. Například u powerbank a nabíjecích stanic se to ohlídá samo.

[Trident Vasco]

Tyhle baterky je potřeba testovat ideálně reálnou zátěží co se u té dané UPS očekává. Takže pokud UPS umí nějaký ten runtime test, nebo (pokud to jde), tak prostě UPSku nechat vybít s podobnou zátěží co má udržet. Ideální jsou normální žárovky, pro větší výkony takový ten ventilátorový přímotop nebo fén. Hlavně něco, co umí běžet kontinuálně a nezačne tomu vypínat termostat.

Napětí o ničem nevypovídá...teda vypovídá o tom, že baterka je už garantovaně mrtvá. Ale neodliší baterku co má 10% kapacity od nové.

Osobně teda olovo nesnáším - přijde mi, že se tyhle baterky snaží spáchat sebevraždu a člověk se jim v tom akorát snaží všemožně zabránit... a řekl bych, že je to už překonaná technologie. Začínají se objevovat UPSky s LiFePo4 články, ale teda cenově jsou dost mimo. Přitom LiFePo4 články jsou už s cenou za kWh na tom +- stejně jako olovo. Ale pořád je to asi dost velká specialita, aby se to běžně do UPSek dávalo.

Olovo je pořád dobre tam kde očekávám vetsi teplotní  fluktuace a hloupou obsluhu. Nedokázal bych si bez olova představit zalozni zdroj v horské chatě nebo v prostorách ktere jedou jen na minimální temperovatelnost. A i u vysokých teplot kde kvalitni olovo do 2 let zdechne je to cenově ok.
Bohužel upsky s LTO moc nejsou. Spíš jde o drahé průmyslové zboží.

Výhoda olova je taky ze v malých ups je muze měnit kazdy trottel s nízkým iq a pudem sebezáchovy. A dá se zrecyklovat poměrně vysoké množství materiálu.

[Marek Staněk]

Vybití do mrtva ve skutečnosti informace o výdrži baterek významně nezpřesňuje. Prvních 5 minut ukáže, že tam je anomální baterka, a v produkci nic dalšího vědět nepotřebuješ. Ve skutečnosti nechceš ani řešit, která z baterek je vadná, vždycky preventivně vyměňuješ celou sadu, ideálně za sadu s co nejstejnější vybíjecí charakteristikou, což je to, za co platíš když kupuješ už seskládanej balík od dodavatele UPSky místo sypanejch generickejch baterek.
Jakmile to drží systém, na kterým záleží, náklady na baterky jsou směšný ve srovnání s dopady toho, že to náhle lehne.
A čas technika je tak drahej, že nedává smysl ho někde vázat tím, že bude čekat až se baterky vybijou a nezbyde rezerva pro eventuální ostrej výpadek.
Kromě toho každá slušnější průmyslová UPSka si podle nastavení jednou denně / týdně / měsíčně udělá 5min simulovanej výpadek s přechodem na baterky (obvykle je ale nutná minimálně 15% zátěž), a v případě naměření anomálie zahlásí, že chce nový.

Baterky se prostě vymění, starý se odvezou, a použijou někde, kde je minimální odběr nebo na tom nezáleží, eventuálně rozeberou a z olova se odlijou střely na přebíjení.

[Zopper]

Kromě toho každá slušnější průmyslová UPSka si podle nastavení jednou denně / týdně / měsíčně udělá 5min simulovanej výpadek s přechodem na baterky (obvykle je ale nutná minimálně 15% zátěž), a v případě naměření anomálie zahlásí, že chce nový.

Jen potvrzuji, že tohle dělají i APC Smart-UPS. Konkrétně, ta moje stará 750 udělá takovýhle simulovaný výpadek každé dva týdny dva dny po sobě - asi pro ověření.