無停電電源(UPS)   取り付け   2009/6/21〜計測中 (毎月末データ追加更新)

コンピュータ、電話器、レコーダーなど停電すると困る機器のためのバッテリ・バックアップ装置は多くの家庭で
情報が命のIT企業では常識ですが多くの無停電電源が活用されています。
しかし、2〜3年でバッテリーが交換、これ結構な出費となっています。
メーカの推奨にしたがって交換しますか? 否チョット待って下さい、このバッテリー車に使われているのと同様の
鉛バッテリーです。(一部高価な機種ではリチュウムイオンなどが利用されているようです)
鉛バッテリーなら交換を待って下さい。まだまだ使える余地が十分残っています。
しかもバッテリー交換費用より低コストでちょこっと小指大の”鰯の頭”みたいなものをバッテリーに取り付けるだけで
寿命が延び、使えないバッテリーも蘇る可能性が大きいです。
鰯の頭”は信心がないと効果有りませんが、この鰯の頭デサルフェーター)は信心が無くても効果が有ります。




APC製の小型UPS 型式BE325-JP にDSC-003を取り付ける
先ず、新品状態でメーカ推奨にて24時間充電してからバックアップ容量を測定する。
測定は100Wの発熱電球をバックアップコンセントより点灯させUPS電源を切断後の点灯時間をもって新品状態100%容量とする。
2009/6/20 室温26度 点灯時間は6分45秒 カタログ値では100W時5.8min バッテリー寿命2.5年(2〜25度)
 バッテリーのメーカーはLONG(秋月さんで売っているサイクルユースの系列ですね) 12V-3AH

ほぼ半年毎に容量測定実施予定。

先ず、UPSから取り出したバッテリー端子の端子カバーを気持ち持ち上げて、DSC-003のだるまピンを少し広げてはめ込む
DSC-001の平板端子であれば、カバーとバッテリー端子に挟み込む形でよいと思う。


+端子と-端子にそれぞれ勘合させる(カバーは無くても問題ないと思うが取りあえず浮いた状態で付けておく。
      
 
正常に作動しているか確認のためLEDインジケーターで確認する(コイルの唸る音で確認しても良い)


   
バッテリーを本体にセットし、本体とバッテリーの隙間にDSC-003を押し込み、余ったコードも押し込む。
(設置スペースは十分あるので容易に押し込める)


バッテリーカバーをはめ込み取り付け終了
このとき、配線によりバッテリーと本体の隙間が小さくなっているので少々カバーを押し込む必要がある。

APC製の小型UPS 型式BE325-JPでは余程不器用でない限り、2分もあれば取り付けは完了するであろう。
これより小さいUPSはほぼないので、これより大きい機種でも問題はほぼ無いと思われる。
この機種専用のデサルフェーターを造ればもっと簡単に取り付け出来ますが・・・・今はご勘弁下さい。
-------本当はバッテリーに内蔵されていれば一番良いのですが・・・

後は、寿命が何年延びるかであるが、結果が出るまで2〜3年お待ちいただくことになる。(10年程懸かるかも知れません)
※人柱様からの御報告では、PCにて容量表示が出来るタイプのUPSで新規より7ヶ月(2009/6/20現在)において容量の減少は見られないそうです。
デサルフェーター無しで過去に3年経過したバッテリはランタイムがUPSのマイコンから見て2/3〜1/2程度に減っていたそうです。
劣化による容量減少がリニアだとすると年10〜20%程度の劣化が想像されます。

勿論UPSにDSC-003を取り付けたから機能に問題が出ることもありません。
寿命になったバッテリーに取り付けてさらに延命可能です。LONG製バッテリー再生過程データ
バッテリー交換警告が出る前にお試し下さい。(警報が出てからでも再生できますが、警報が五月蠅いと思います)

オフィス等で同一機器を大量にご利用なってる場合、取り付け端子等特注に応じる事が可能です。お問い合わせ下さい。
ただし、機器メーカーの保証対象外となる可能性もありますのでご了承下さい。
UPSメーカ殿にての組込用素子として対応も可能です。(さらに素子を小型化することも可能です)

PS:このUPS充電電流に対して、かなり暖かくなります、もすこし省エネ設計に出来ないですか?(値段が値段だけにしょうがないですかね)

只今測定中   バックアップにて100W白熱電球消灯するまでの計測時間 (仕様表示:標準バックアップ時間は100W/5.8min)
(省エネのためPCをOFFしている時間はUPSの電源も切断している)
2009/6/20 室温26度 6分45秒 (新品満充電後計測してからDSB取り付け)
2009/7/31 室温25度 6分55秒 (40日後 +2.5%気持ち容量が増えているが誤差の範疇?)
2009/9/1  室温25度 6分30秒 (70日後 -3.7%の容量が低下しているが誤差の範疇?)
※カタログ仕様では室温25度以下にて2.5年で容量50%減にて寿命と言うことなので、リニアに劣化すると仮定して
劣化度1.667%/月となり、誤差では無いとして期待寿命の劣化率よりはマシと言い訳をしてみる。
短期にて容量増減が現れるのは、充放電制御とのタイミングで違いが出てきたのかと推測もできる。
(室温は27度設定であるが、本体は制御部の発熱でケース外面で37度にもなっているのが影響有るのかも知れない)
2009/10/1 室温23度 6分35秒 (100日後 -2.5%の容量低下「前回より1.2%改善?)
※バックアップ開始前のバッテリー電圧が今回13.47Vで、この一ヶ月間にmax13.55-min13.45の約0.1Vの充電ヒス?があり
日時により開放電圧の差があるため容量差の誤差として現れているようである。
今回の放電開始電圧11.62V-終止電圧9.8V(6’35”)であったから、単純に一秒当たりの電圧降下は4.6mVなので22秒ほどの差が出る計算となる。
2009/10/30 室温25度(暖房) 6分40秒 (130日後 -1.2%の容量低下「前回より1.3%改善?)
2009/11/30 室温24度(暖房) 6分38秒 (160日後 -1.3%の容量低下「前回より0.1%劣化?)
※夜間は元電源を切断して室温も10度を切ることもあり、100%放充電を8回ほど繰り返しているが容量変化は誤差の範疇。
2009/12/30 室温22度(暖房) 6分00秒 (190日後 -11%の容量低下「前回より10%劣化?制御回路異常?)
※無負荷電圧が14.4Vと通常より1V高く、放電終止電圧が10.5V(過去10V以下)と高いにも係わらず放電修了となった。
放電修了電圧より推測するには後一分半程度は放電出来るはずであるが、本体制御回路に異常が有るのかも知れない。
また、今月には電源投入時に幾度か異常警報が出現してリセットしなくてはならないこともあり、異常の可能性が高い。
2010/1/2 室温22度(暖房) 6分35秒 (190日後 -2.5%の容量低下「前前回より0.7%劣化?)
※バッテリ端子接触チェック 後常時充電(元電源を切らないで)再測定の結果
夜間(電源切り)にて低温にてバッテリーの温度がかなり下がり、電源ON時に規定電圧まで回復していなかったようで
バッテリー異常警報が出ていたような感じである(接触の問題もあったかも知れない) 取りあえずはまともなデータに戻った。
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2010/1/17  このところの寒波(外気温-5度まで下がった)で連続してバッテリー異常警報出現。
バッテリー電圧を見ているとUPS電源ON後にしばらく放電モードになってバッテリー性能を検出している様子。
この時、負荷(PC)をONしなければ警報は出ないが、これ以前に負荷をONすると検出電圧が低くなり警報が出るようである。
(夜間UPS電源OFFしなければこのような問題は起きないと思うが、バッテリー温度が低くなりすぎると起こる様である)
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2010/1/30 室温22度(暖房) 6分01秒 (220日後 -11%の容量低下「前々回と同じ? )
前々回と同じ また、良くない結果となった。・・・
2010/2/28 室温21度(暖房) 6分00秒 (250日後 -11%の容量低下「前回と同じ )
前回と同じ また、良くない結果となった。・・・1/2の測定は3日間通電して充電した後の値なので、夜間電源offが良くないのかも知れない。
2010/3/28 室温21度(暖房) 5分46秒 (280日後 -14%の容量低下「前回と同じ )
前回と同じ また、良くない結果となった。・・・3月下旬でも冷え込みきつく、夜間電源offが良くないのかも知れない。
2010/3/30 室温21度(暖房) 6分06秒 (280日後 -10%の容量低下「前測定後48時間電源不切断 )
昨日は雪が舞い、夜間は−2度まで冷え込んだが、通電していたせいで多少の容量増加が測定できた。
夜間の充電OFFと温度に拠る所が大きいと思われるが、計測のための急速放電(ほぼ10C)も影響があるかもしれない。
また、UPSの充電制御は定電圧13.5Vで温度に拠らないので、低温での慢性的な充電不足も有る。
2010/4/30 室温21度(暖房) 6分08秒 (310日後 -10%の容量低下「夜間電源切断 )
やっと春らしい気候になってきたが、夜間はまだ10度を切っている。気温が上がった分気持ち容量が回復した様子?
2010/5/31 室温21度(--) 5分55秒 (340日後 -12%の容量低下「夜間電源切断 )
暦ではもう夏であるが、夜間はまだ13度と冷え込む。最低記録まで行かないまでも、なかなか容量の回復が伺えない。
※メーカの期待寿命よりは容量低下率が少ないのは確かであるが・・・・
2010/6/19 測定期間1年 室温25度(--) 6分10秒 (365日後 -8.8%の容量低下「夜間電源切断 )
昨年とほぼ同じような気候となったが、大きな容量の回復が伺えない。
サルフェーション以外の劣化により年10%程度の容量低下はやむ終えないのかも知れない。放電に対する電圧降下度は有意に高くなってきているので測定誤差ではなさそうである。
2010/6/30 測定期間1年 室温26度(冷房) 6分20秒 (375日後 -6.2%の容量低下「夜間電源切断 )
冷房が必要な蒸し暑さであるから多少の容量が増えたようである。
2010/7/31 測定期間1年1月 室温27度(冷房) 6分10秒 (1y40日後 -8.6%の容量低下「夜間電源切断 )
気温は高いが容量の回復増加は見られない。放電時の電圧降下率がやや大きくなっているので蓄電容量が下がっているのは確実であろう。
一つの原因として、電解液の成層化が考えられる、長時間の静止状態で電解液の上下の比重が重力で下側に下がり容量低下を招くものであるが
20%程度容量低下が現れたら、バッテリーを引繰り返してみるとする。(液式では振り回す?)
 なるべく通常使用の状態をみるため我慢する。
2010/8/30 測定期間1年2月 室温27度(冷房) 6分05秒 (1y70日後 -9.9%の容量低下「夜間電源切断 )
連日の猛暑だが容量の回復増加は見られない。(冷房付けっぱなしなので前月と環境は同じ)
2010/9/30 測定期間1年3月 室温23度(暖房) 5分32秒 (1y100日後 -18%の容量低下「夜間電源切断 )
急激な気温の低下で容量も激減、それにしても減少率が急すぎるように思われる。
(容量低下が20%近くになった為、UPSをひっくり返して再充電とすることにした)
2010/10/1 測定期間1年3月 室温22度(-) 5分35秒 
バッテリを24hr逆さにして充電後再測定 結果あまり変化無し
(一年以上懸った電解液の成層化は短時間では効果は無い。横向きにて長期に構えることにする)
※一度充電器で定電流充電して、気泡撹拌すれば効果が有りそうではある。
2010/10/31 測定期間1年4月 室温21度(暖房) 5分05秒 
横置きにて1ヶ月経過して、警報アラームは出ないが放電時間が短くなった。
(成層化以前に極板を水平とした横向きが良くなかったので有ろうか?)
※初期負荷時放電電圧は特に大きく降下してはいないので、内部抵抗自体の増加は殆ど無いが
放電電圧降下率は有意に減少していている為、サルフェーション以外の要素が強いと思われる。
成層化でないとすると極板自身の消耗?・・しばしこの状態を維持してみる。
2010/11/30 測定期間1年5月 室温21度(暖房) 4分45秒 
横置きにて2ヶ月経過して、警報アラームは出ないが放電時間が引き続き短くなった。成層化と言うことでもなさそうである。
電源投入時に一旦放電モードでバッテリーチェックシーケンスで結構放電しているので、この充放電回数が500回近く、テストの度に深放電30数回
電極に短時間で悪影響を及ぼしているのであろうか?(通常の使用に比べ良くないことは確かではある)
尚横向きでもなんら良い効果が無かったので正規の置き方に戻すことにする。
2010/12/29 測定期間1年6月 室温21度(暖房) 5分10秒
正規の置き方に戻した所為か容量が多少戻った。(初期からは22%減)尚前夜は外気は-2度近くまで冷え込んだ。
2011/1/30 測定期間1年7月 室温20度(暖房) 4分45秒
(初期からは30%減)尚前夜は外気は-4度(室内も-になっていた)近くまで冷え込んだとはいえ最低記録更新まで行かないが結果はよくない。
ユーザ殿の報告で、UPSのバッテリーは復活したが電源そのものがダメになったとの報告もあり、コンバーターの効率が落ちている可能性もある。
2011/2/28 測定期間1年8月 室温20度(暖房) 4分55秒
本日冷え込みは少なく、多少(誤差の範疇)容量が微増したが、初期より27%減である。
2011/3/31 測定期間1年9月 室温20度(暖房) 5分00秒
計画停電で数回作動しているが、誤差の範疇で容量が微増、初期より26%減である。
2011/4/30 測定期間1年10月 室温22度(-) 4分55秒
気温は上がってきているが、誤差の範疇で容量が微減、初期より27%減である。
2011/5/31 測定期間1年11月 室温22度(-) 4分55秒
梅雨入りで涼しい、結果前月と変わらず、初期より27%減である。
2011/6/30 測定期間2年10日 室温27度(冷房) 5分20秒 冷房28度から夕方の豪雨で気温が気持ち下がった。(カミナリの瞬停おまけ付き)
前日の猛暑で夕立後涼しくなった、気温が上がると夕方2回作動したにも拘わらず容量も増える、初期より21%減である。
2011/7/30 測定期間2年1月10日 室温26度(-) 4分55秒 前週は猛暑であったが梅雨に戻った感じで涼しくなった。
前々月と同じ初期より27%減である。
2011/8/31 測定期間2年2月10日 室温26度(-) 4分50秒 秋の様相を呈してきた。
前々月と同じ初期より28%減である。
車用バッテリーCCAに当たる初期電圧降下(負過電圧)は殆ど変化無いが、放電終止(9.8V)に近くなるにつれ電圧低下率が大きくなってきている。2011/9/30 測定期間2年3月10日 室温25度(-) 4分50秒 早朝暖房することも有る季節となってしまった。。
前月と同じ初期より28%減である。(新品時容量の72%は保持している・・・・メーカの期待寿命50%まであと3ヶ月)
2011/10/30 測定期間2年4月10日 室温21度(暖房) 4分10秒 夜間は10度を切る季節となったが、
急激に容量が減少、初期電圧がガタンと下がって、インバ-ターが異様に唸ってきた。初期より38%減である。(・・・・メーカの期待寿命50%まであと2ヶ月)
ユーザーの報告にも有ったが、もしかするとUPSの回路寿命が近いのかも知れない。(テストの為酷使してるからか?)
2011/11/30 測定期間2年5月10日 室温21度(暖房) 4分15秒 先月とほぼ変わらず。
2011/12/31 測定期間2年6月10日 室温17度(暖房) 3分45秒 先月から夜間は氷点下になてきたことも相まって相当容量が減ってきた。
メーカー想定の期待寿命は今月でクリヤーしたが、容量比で55%とキビシイ。後どれくらい持ちこたえるか?
2012/1/31 測定期間2年7月10日 室温19度(暖房) 3分45秒 先月と変わらず、昨夜-5度と水道管も凍る冷え込みは厳しいがなんとか先月を維持。
暖房入れる前の室温も冷下になっていて、コップの水が凍っていた。カタログ値での現在容量は65%なのでまだ持ちこたえると思われる。
2012/2/29 測定期間2年8月10日 室温19度(暖房) 3分40秒 先月とほぼ変わらず、昨夜-2度で朝からの雪は凄いことになっている。
2012/3/31 測定期間2年9月10日 室温20度(暖房) 3分45秒 先月とほぼ変わらず、やっと春のきざしが見えてた。
2012/4/29 測定期間2年10月10日 室温25度(--) 3分55秒 先月とほぼ変わらず、初夏の兆し気温上昇分容量も少しアップ。
2012/5/31 測定期間2年11月10日 室温24度(--) 3分40秒 先々月に戻ってしまった様である。
2012/6/30 測定期間3年0月10日 室温26度(--) 3分35秒 三年経過 微減なれど未だ使えています。
(電源切断時のの自然電圧低下が大きくなっているため、毎朝の電源投入時のバッテリチェックに時間がかかり出している)
結構過酷な条件で期待寿命(メーカー側)の2割増の延命効果は得られた事にはなる。
(当初の予想よりは、良くないが劣化の原因がサルフェーション以外の影響が大きいと思われる)
2012/7/31 測定期間3年1月10日 室温26度(--) 3分35秒  先月と変わらず。
3年たったので、これまでの容量変化のグラフを下記に示します。

購入時の容量を1とした経年割合変化(横軸は月) 気温により小波がありますが、順調?に容量が減少しています。
※テスト時は9.8V(UPSが自動停止)するまで放電させているので、100%放電回数が50回を超えるため、
放電回数による劣化減少の影響もかなり大きいと思います。

2012/8/31 測定期間3年2月10日 室温26度(--) 3分15秒  かなり容量減が進んできたようである。
2012/9/30 測定期間3年3月10日 室温25度(--) 3分05秒  容量減が進んできて、初期容量の50%を切った。
(但し、カタログ値の50%には未だ達していないので、まだ期待寿命が付きたとはいえない)おの時点で3割寿命が伸びている。
2012/10/31 測定期間3年4月10日 室温20度(--) 2分45秒  容量減が進んできて、初期容量の40%を切った。
(但し、カタログ値の50%に達したと考えてよいであろう、)本時点で3割寿命が伸びている。
(まだチェック機器でのエラーは出ていないので未だ仕様は可能である)
※エラーで使用不能になった時には定電流充電に再生を行なってみる予定である。
2012/11/30 測定期間3年5月10日 室温20度(暖房) 2分15秒  寒さも手伝い容量減が進んでいる。
もうズグバッテリーチェックのエラーが出そうな予感。
2012/12/29 測定期間3年6月10日 室温20度(暖房) 1分55秒  容量減が進んでいる。
バッテリーチェックのエラーは未だ出こない。UPSとしての機能は停電から2分程度あるので未だ余裕でシャットダウンできる。
2013/1/31 測定期間3年7月10日 室温20度(暖房) 1分15秒  容量減が急激である。
バッテリーチェックのエラーは未だ出こないが、バッテリーの終末であることは確かである。
カタログ寿命の2.5年に+1年は利用期間が延長できたことになる。充放電試験をしなければもっと寿命は伸びたであろう。
2013/2/28 測定期間3年8月10日 室温20度(暖房) 1分00秒  容量減率は低下した。
バッテリーチェックのエラーは未だ出こないが、バッテリーの終末の踏ん張りのようである。
なんとか厳寒の冬は乗り越えて未だ利用出来ている。
2013/3/31 測定期間3年9月10日 室温20度(暖房) 45秒  とうとう1分を切った。
バッテリーチェックのエラーは未だ出こない、まだ30秒もあればシャットダウンは出来る。
2013/4/30 測定期間3年10月10日 室温22度 35秒  もう虫の息といったところか。
バッテリーチェックのエラーは未だ出こない、まだ30秒もあればシャットダウンは出来る。
2013/6/1 測定期間3年11月10日 室温23度 25秒  。
バッテリーチェックのエラーは未だ出こない、シャットダウンは出来るかな?

購入時の容量を1とした経年割合変化(横軸は月)。
※ほぼ寿命までの経年変化となりました。

2013/6/29 測定期間4年0月10日 室温25度 15秒 まだ瞬間停電には対応できる・・・
2013/7/31 測定期間4年1月10日 室温27度 5秒 まだ瞬間停電には対応できた!(雷瞬停)・・・
2013/8/31 測定期間4年2月10日 室温28度 3秒 もう瞬間停電にも耐えられない 完全寿命。
2013/9/6 測定期間4年2月16日 室温24度 PC起動のため電源を入れるが、エラー警報で作動せず・・・死亡。

2013/9/6 測定期間4年2月16日 室温25度 復活・・・55秒・・・約半年前のデータと同じ程度
バッテリー単体で0.1Cにて5回充放電を行う。 12.5-10.5Vの電圧範囲では充放電の電圧変化が急峻で1つのセルのみ劣化が激しいこ伺わせる。
バッテリー外観は膨らみなどの異常は全くなくサルフェーションの進行はあまりないと推測される。
12.8-12.5V&10.5V以下では電圧低下が小さく、電圧変化率から、 問題セルを除いては容量の減少もないと推測される。

 

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