动力蓄电池组 篇1

随着对均衡研究的深入,电池均衡的判断标准大致可分为三类,分别是:以电池容量为标准、以荷电状态为标准以及以电池电压为标准。

 

容量是描述锂电池的重要指标,它是指电池在一定条件下所能给出的电量,均衡的标准就是指改善各单体电池实际容量的不一致性。但由于电池自身因素,如温度、自放电等,想要实时检测电池的实际容量是很困难的,所以以容量为标准很难实现。

 

荷电状态(SOC)的经典定义为,电池中剩余电量电荷的可用状态,一般以百分比表示,是电池的另一个重要指标。但由于建立电池模型过程比较复杂,准确估算SOC目前仍为研究难题,因此该标准也很少被采用。

 

用电压作为标准,必须要准确检测出电池电压,而目前电池电压检测的技术已相对完善,且有大量芯片可供选择。因此,以电压为均衡标准,被普遍采用,也是本文选取的判断依据。

 

2电池均衡方法

 

随着均衡技术的不断发展,出现了多种多样的均衡电路。均衡控制管理按照均衡电路的拓扑结构可分为:集中式和分布式。集中式结构是指通过一个均衡器来控制整个电池组以实现均衡;分布式结构则是:通过为每个单体电池都配备一个均衡模块的方式来实现均衡;按作用过程可将均衡电路分为:充电均衡、放电均衡以及双向均衡。充电均衡,即在充电过中实现各单体电池间的均衡;放电均衡,即在放电过程中实现电池单体之间的均衡;双向均衡则结合了充放电均衡方案的优势,在充放电过程中同时引入均衡;按照能量消耗的情况可分为:耗散型均衡和非耗散型均衡,也可称为被动均衡和主动均衡。

 

2.1耗散型均衡

 

耗散型均衡,是指利用并联电阻将能量较高的单体电池的能量耗散掉,以实现均衡。

 

刘兴涛等人提出了一种基于模拟信号控制的电阻分流式均衡方法,通过电流比较器及电压比较器来控制电阻分流电路。

 

耗散型均衡控制逻辑简单,硬件方面实现容易,成本较低。但这种方案存在能量消耗与热管理问题,严重的可能形成安全隐患,因此不再作为研究的重点。

 

2.2非耗散型均衡

 

非耗散型均衡是指利用电容、电感等中间储能元件以及开关元件,将能量由高能量电池转移到低能量电池,从而实现均衡的方案。开关电容法、开关电感法以及变压器法是非耗散型均衡中的典型方法。

 

电容式均衡以电容为中间储能媒介,通过控制开关的开闭实现高电压电池与低电压电池间的能量转移。基于该思路又发展出了多飞度电容均衡和单飞度电容均衡。

 

多飞度电容均衡能够实现各个单体电池间的能量转移,结构简单,易于实现,均衡速度快;单飞度电容均衡能够实现能量从电压值最高的单体电池转移到电压最低的单体电池中,工作效率较高,损耗小。

 

电感式均衡方案将电感用作中间储能元件,通过开关元件开闭来实现能量在相邻单体电池间的转移,转换效率较高。

 

buck-boost变换器式均衡也属于电感式均衡。在此基础上,衍生出了一种PWM控制的电感式均衡策略[1]。该方案中MOSFET管由PWM信号控制,通过调整信号的占空比来调整MOS管的通断,MOS管一个为P沟道、另一个为N沟道,通过电感来作为中间元件来完成能量从高电压电池到第电压电池的转移。

 

 

此基础上发展出了一种奇偶均衡电路,将单体电池按奇偶序列划分,同时建立前向均衡模块和后向均衡模块,实现充电过程中的均衡,防止过充。还有使用Buck-Boost结构来完成均衡,其原理与上述方案结构相似。

 

变压器式均衡是将变压器作为中间储能元件,来完成单体电池和电池组间池的能量转移。单个变压器式均衡、多个变压器式均衡以及同轴绕组变压器式均衡是变压器式的三个典型方法。

 

单个变压器式均衡能够实现从电池组到变压器再到单体电池之间的能量转移,效率很高。但存在一定程度的能耗,降低均衡效率,控制算法和拓扑结构较复杂。

 

多个变压器式均衡为每一个单体电池都并联一个独立的变压器,所有变压器的主线圈与电池组充放电回路相连,副线圈与电池组中的每个单体电池相连,由均衡控制单元控制开关的开闭,从而实现单体电池之间的能量转移。

 

多绕组变压器式均衡由一个主线圈和多个副线圈组成。该方法是将一个主线圈与整个电池组两端相连,副线圈并联在单体电池两端,由控制单元控制开关元件的通断来实现单体电池与电池组之间的能量转移。

 

一种反激式变换器(Flyback)型均衡电路属于变压器式均衡,当开关导通,电池组的电能会转为磁能存储到反激式变压器中,当断开开关,磁能又将转化为电能转移到副边线圈,对需要均衡的单体电池进行均衡。

 

2.3新颖的均衡电路

 

一种新颖的基于容性电路的主动均衡方法[2],该方案同时引入电容和电感,电感起到了缓冲电流的作用,利用一个开关管将每个单体电池的两端与电容电感的两端连接起来,连接在单体电池两端的开关管的通断由同一PWM脉冲控制。

 

一种耗散型均衡———冗余均衡方法[3],为原电池组多串联一个单体锂电池,在新电池组放电过程中,检测模块会实时检测电池的电压,利用IC输出控制信号,使电池组中电压最低的单体电池从放电回路中断开。

 

3电池均衡方法对比(表1、表2)

 

 

4结束语

 

综上所述,从实际应用来说,基于电压的均衡应用更为广泛,方法较为多样。电阻耗散式均衡存在大量的能耗,不适于对温度有严格要求的新能源汽车领域;电容式均衡可靠性不高且成本较高;电感式均衡对均衡策略要求相对较高,且电路的拓扑结构比较多变,适用于较多方面;变压器式均衡存在成本较高的缺点,但随着该项技术的不断方法,这些缺点得到了改善,且由于变压器式均衡能耗较小,也有着较好发展前景。总体来说,非耗散式均衡已经成为人们研究的热点。

 

参考文献

 

[1]Nishijima,K,H.Sakamoto,and K.Harada.A PWM sontrolled simple and high performance battery balancing system[C],In Power Electronics Specialists Conference,2000.PESC 00.2000 IEEE 31st Annual.2000.[6].

 

[2]何志刚,郑亚峰,孙文凯,等.采用电容性电路的BMS主动均衡方法[J].重庆理工大学学报,2014.

 

面试题锂离子电池 动力电池 篇2

1.目前市场上主要有那几种电池？ 从体积能量密度、环保性等方面阐述他们的特点。铅酸铵电池：能量密度低，体积较大。含污染环境的重金属铅。镍镉电池：能量密度不高，含有有毒金属元素镉。

 

镍氢电池：能量密度较高，环保性好，不再使用有毒的镉。锂电池：能量密度较高。绿色环保。

 

2.锂离子电池的正极材料主要有哪几种？并分析他们的优缺点

 

钴酸锂优点：工作电压较高，充放电平稳，比能量高，电导性好，工艺简单。钴酸锂缺点：抗过充电性较差，价格昂贵（钴），循环性能有待提高，热稳定性差。

 

锰酸锂优点：锰资源丰富、安全性高，比较容易制备。

 

锰酸锂缺点：材料抗溶解性低，深度充放电过程易发生晶格畸变，造成电池容量的迅速衰竭。

 

三元材料（钴镍锰酸锂）优点：高温稳定性好，抗电解质腐蚀性好。三元材料（钴镍锰酸锂）缺点：充放电时晶格也容易畸变。

 

磷酸铁锂优点：高稳定性，安全可靠。

 

磷酸铁锂缺点：导电性一般，电极材料利用率低。

 

3.碳酸锂在锂电池行业的应用是什么？相关的上市生产企业有那几个？

 

碳酸锂是正极材料、电解液、金属锂的基础原材料。是锂电最主要的基础材料。

 

天齐锂业

 

西藏矿业

 

中信国安

 

路翔股份

 

赣锋锂业

 

4.从电解液的材料成本来看，电解液的主要核心材料是什么? 国内生产企业有那几个? 从材料成本的角度看，六氟磷酸锂是电解液的核心材料，10 吨电解液需要1-1.25 吨 六氟磷酸锂，但所占电解液总成本却高达60%以上。

 

2011 年之前，国内只有天津金牛能生产六氟磷酸锂，产能为400 吨/年。上市公司中多氟多已于2011 年初开始试生产，4 月份全面投产，产能达到200 吨/年；九九久5 月底400 吨/年六氟磷酸锂项目也进入试生产阶段，江苏国泰的300 吨/年的项目仍处于中试阶段。

 

5.国内电动自行车电池主要有哪几种?他们分别占有的市场份额大约是多少？

 

高达89% 采用铅酸电池，镍氢电池仅8%，锂离子及其它电池仅3%，预估未来将改 以锂离子电池为主。

 

6.生产、研发动力电池的国内企业主要有那些？

 

天津力神电池股份有限公司

 

深圳市芯动力精电电子科技有限公司 苏州星恒电源有限公司

 

上海恒动汽车电池有限公司

 

赛恩斯能源科技有限公司

 

合肥国轩高科动力能源有限公司

 

深圳市北虎电池科技有限公司

 

江西省福斯特新能源有限公司

 

深圳市科普仕能源有限公司

 

北京中芯优电信息技术有限公司

 

东莞市翔度电池有限公司

 

中聚雷天动力电池有限公司、北京中润恒动动力电池有限公司

 

比亚迪

 

深圳比克

 

哈尔滨光宇

 

7.电池隔膜的主要作用是什么？阐述一下国内电池隔膜的现状。

 

电池隔膜是指在电池正极和负极之间一层隔膜材料，是电池中非常关键的部分，对电池安全性和成本有直接影响，其主要作用是：隔离正、负级并使电池内的电子不能自由穿过，让电解质液中的离子在正负极之间自由通过。

 

锂电池成本中，隔膜约占20%，但毛利率却高达70%，是动力锂电池中盈利能力最强电池材料部分。

 

目前国内隔膜市场80％以上被美、日进口产品占领，国产隔膜主要在中、低端市场使用。我国高品质隔膜尚待突破。目前国内佛塑金辉高科、东莞星源科技、河南新乡格瑞恩、中科来方等厂商已可提供小型锂电池用隔膜，价格只有进口隔膜的1/3~1/2，采货周期也相对短些，但国产隔膜的厚度、强度、孔吸率不能得到整体兼顾，且量产批次均匀性、稳定性较差。国产隔膜正逐步进入中低端市场进口产品替代阶段，同时，少量产品已经进入高端市场。

 

8.前段时间发生了铅酸铵电池生产企业的污染水源事件（血铅事件）。谈一谈中国目前铅酸铵电池行业的现状，以及未来有哪些投资机会。

 

全国范围近2000 家铅酸电池企业，由于血铅事件，共有583 家企业被取缔，比例达到30%。此外，还有50%的企业被停产整顿，仅13%的企业能够正常生产。

 

从中期看，铅酸电池新批产能项目将变得非常困难，主要由于：1）各省市重金属排放实行严格的总量控制；2）铅蓄电池项目审批实行终身问责制；3）铅污染事故仍在蔓延。新建生产线需要1～1.5 年的时间，短期内供需难改善。目前在生产的铅酸电池厂，仍存在环境污染隐患，行业整治仍将持续，市场集中度将持续提高。目前动力电池已经提价近20%，毛利率达到40%以上。

 

探讨蓄电池组充电管理系统关键技术 篇3

关键词：蓄电池组；充电管理；均衡充电

 

引言

 

蓄电池组是由多节蓄电池串联组成的电源，主要有镍氢、铅酸等类型，在直流电源系统中有着非凡意义。当前各行业用电量骤增，电网运行中极易出现供电不足，或电网故障等事故，从而影响到其他环节都不能正常工作。而蓄电池组则保证了在故障和断电的情况下，系统仍能够正常运行。由于内部单体电池不一致，若不能合理控制充电过程，极易导致各自容量上的差异越来越大，蓄电池组的使用寿命也随之缩短。因此必须提高蓄电池组充电管理水平，在此介绍一种无损均衡充电方式。

 

1 阀控式铅酸蓄电池组的均衡充电技术分析

 

1.1均衡充电的必要性

 

阀控式铅酸蓄电池组在社会中有着广泛应用，主要构成部分有正极、负极、隔板、外壳、气塞、安全阀、电解液等，又可分为胶体电池和超细玻璃纤维电池两种。其充电过程有两个阶段，第一个阶段是主充电，即恢复电池电量至额定量；第二阶段是浮充电，即补充自放电消耗掉的电量。除了材料和工艺等自身质量问题，充电是否合理对电池寿命也有着重大影响，环境温度、过充电、过放电、长时间浮充电等因素都会导致蓄电池组寿命下降。

 

电池不一致性是指型号规格相同的电池存在着电压、容量等上的差别，且在容量上体现的更为明显。因为具有不一致性，易出现单体电池过充电或过放电等情况，如果低容量电池先放电完毕，则其他有剩余容量的单体电池便会予以补给，从而出现反极现象，影响到整个蓄电池组运行。另外，先放电完毕的电池在充电时易出现过充电现象，从而导致其他单体不能充满电，同样会影响到整体运行。为防止电池不一致性引起的寿命缩短，需采取有效的均衡充电方式。

 

1.2均衡充电

 

即在各单体电池串联充电时，采取有效措施或利用某些装置对充电过程加以控制，保证各单体电池能够充满电，且不会出现过充电或过放电。当前有很多种均衡充电方法，如电容均衡法、能量耗散均衡法、电池荷电状态法、多路开关分时均衡充电法等，都具有各自的优势，在实际中也有适用的范围，但也存在着诸多问题，还需不断完善。

 

在此介绍一种基于能量转移的无损均衡充电方法，整个充电过程可分为若干均充周期，即便出现容量高低不同的单体电池，可通过均充旁路进行转移协调，实现高效率、低能耗的均衡充电。充电过程有以下两个阶段组成：①电压检测阶段。此时蓄电池组主要依靠来自主电源的电流进行充电，而MOSFET管全部处于断开状态，均充旁路不参与转移协调电容量。系统中的巡检模块则负责电压的检测；②均衡充电阶段。利用控制算法计算MOSFET管所占的占空比，当MOSFET管被触发后，根据占空比对开关状态加以控制，并完成电量转移工作。

 

占空比需要以各单体电池的容量为依据进行计算，常用的电池容量检测法有内阻法、定时放电法、开路电压法等。综合考虑后，在此选择改进后的开路电压法，无需较为复杂的设备，且精确性也有所保障。

 

2 基于能量转移的无损均衡充电系统分析

 

均衡充电具有动态性，利用单体电池间的电量转移来避免过充电、过放电等现象。而整个均充系统包含了诸多模块，除了均充模块，还有温度检测、电压巡检、主监控等模块，各自都发挥着相应的作用，支撑整个系统正常运行。

 

2.1主监控模块

 

在整个均充系统中处于核心地位，控制着充电时间、电路切换，也负责对电压、温度等数据进行处理。其功能主要有：①向系统中的其他模块发布指令；②接收来自其他模块传递的数据，并对这些数据进行分析处理；③将所得结果显示在人机界面。

 

该模块的主要组成部分有：①单片机，在此采用AT89S52型单片机；②通讯电路，选择的是SN75176TLL串口专用转换器，距离远、驱动电流大、抗干扰性强，且具有良好的兼容性；③A/D转换器，来自于TI公司的TLC2543型、串行输入结构的12位串行转换器，节省了单片机的I/O口。

 

2.2温度检测模块

 

温度是影响阀控式铅酸蓄电池组使用寿命的重要因素之一，且主要是对浮充电压产生较大的影响。出厂时环境温度大致在25℃左右，所以在设置浮充电压值时也通常按照25℃设计。但从实际中考虑，首先电池组本身会有放热一个放热的过程；其次，周围环境温度在不断变化。所以电池组很难出于25℃一直不变。此时若以25℃为标准，一旦温度大于25℃，极易出现过充电现象；若不足25℃，则电池组难以充满电，都会影响到其使用寿命。这就要求，在浮充过程中应当根据温度的实际变动而适当调整电压值。另外，型号和品牌不同，蓄电池组的温度特性也有很大差异，所以选择时应依据相关指标设定温度补偿系数。

 

2.3电压巡检模块

 

均衡充电的目的是为了使各单体电池的容量趋向均衡，它的原则是使容量超前的电池把电量移到容量相对落后的电池上，通过控制均充塻块上各个均充旁路的 MOSFET 管开关时间就可实现这种电量的动态转移，而关键就是计算占空比。因此首先要对所有电池进行电压检测。由于单体蓄电池数量较多，同时检测所有电压非常复杂，且系统也难以同时处理如此多的数据，为此提出了电压巡检的方法。此模块包括切换电路和采集电路两部分，通过主监控模块对切换电路进行控制，依次把各个单体电池接入采集电路中，继而把该电池的电压信号送到主监控模块进行处理。当所有电池的端电压都被采集后，就完成了一次电压巡检。

 

3 结束语

 

蓄电池组是电源系统中不可或缺的一部分，尤其在故障或停电时，其作用更加突出，这就要求必须重视蓄电池的使用寿命，提高其充电管理水平，减少不必要的损失。对于蓄电池不一致性造成的影响，在此提出了一种有效的均衡充电方式，今后使用中还应做进一步完善。

 

参考文献：

 

[1] 黄海宏，赵哲源，何晋.具备主动维护功能的分布式电池管理系统的研究[J].电子测量与仪器学报，2010，25（3）：109-110

 

[2] 吴铁洲，孙杨，夏防震，周慧军.镍氢动力串联电池组均衡充电方法研究[J].湖北工业大学学报，2011，25（2）：154-155

 

动力蓄电池组 篇4

目前, 氢气作为燃料因能产生清洁高效的动力而备受关注。为替代传统车辆内燃机驱动以及今后替代电力驱动, 铁路技术研究所研发了用燃料电池驱动的新型车辆, 引入了足以驱动至少一辆车的100kW级燃料电池系统 (简称FC系统) , 并将其安装在试验车辆上进行了运行测试。该车径实际运用还存在许多限制, 如输出功率不能达到传统车辆的加速性能, 而且不能利用再生能量[1]。本研究中, 开发了锂离子电池系统 (简称Li-batt) 、电池DC/DC变流器 (Batt变流器) 以及FC/Batt混合动力系统监控器, 并将它们与FC系统一起安装在R291试验车辆上, 利用再生能量以及辅助电源, 建立了一套混合动力系统。本文将阐述上述研发过程及不同运行条件下能源效率及燃料消耗率的评估结果。

 

1 FC/Batt混合动力系统的研发

 

1.1 系统试验车的技术参数

 

本研究中, 构建了FC/Batt混合动力系统, 并在列车上进行了运行试验。图1为FC/Batt混合动力试验车辆。混合动力系统包括:由输出直流电压800V～1 500V、输出功率700kW的单向DC/DC升压变流器构成的FC变流器;容量为360kW、能量为36kWh的锂离子电池;输出直流电压为600V～1 500V、输出功率360kW的双向DC/DC变流器构成的Batt变流器;两个输出功率为95kW的三相感应电动机组成的主牵引电机;容积为720L、能承受35MPa压强的氢气缸。

 

在运用FC/Batt混合动力系统后列车输出的数据较传统车辆得到了改善[2], 由原来一辆编组变成了两辆, 牵引功率由120kW提高到360kW, 燃料 (氢气) 利用率由5km/kg提高到7km/kg, 能源利用率提高了15%, 且实现了再生制动。

 

1.2 系统结构

 

FC/Batt混合动力系统很好地结合了燃料电池和蓄电池的输出功率, 避免因牵引逆变器输入电压波动影响其加速性能。为充分利用感应电机产生的再生能量, FC/Batt混合动力系统采用了如图2所示的结构。该结构具有传统牵引系统的特点, 如工作条件要求低、可简化主电路等, 最合适安装于传统车辆上。

 

1.3 锂电池的研发

 

锂离子电池因具有性能好、可靠性高、价格便宜等优点而被选作为混合动力系统的蓄电池。在传统锂离子电池的基础上, 对本系统所用锂电池的充电和放电电流密度进行了新的设计, 使其是传统锂离子电池容量的10倍。本系统采用的电池技术参数为:额定电压604.8V, 容量60Ah, 功率360kW。电池采用了168块串联、2组并联的结构。

 

1.4 Batt变流器的研发

 

为将锂离子电池应用于混合动力系统, 研发了Batt变流器, 其用于将锂离子电池电压在600 V和1 500V之间进行双向转换。变流器主电路类型为双向DC/DC, 最大功率360kW, 低位电压500V～720V, 高位电压1 500V, 质量为2 400kg, 外形尺寸 (长×宽×高) 为4.5m×1.0m×1.65m。

 

2 FC/Batt混合动力系统的控制

 

通过从牵引逆变器 (INV) 、锂离子电池、FC系统及FC变流器接受信号的方式, Batt变流器控制FC变流器的输出功率和锂离子电池充放电功率, 以维持总线电压恒定。当总线电压超过1 500V, Batt变流器向锂离子电池充电;反之, 让电池放电。提前设置了充电SOC目标值 (CEO) 和放电SOC目标值 (CSO) , Batt变流器对FC变流器的输出进行控制, 保持来自SOC信号位于CEO和CSO之间。当车辆速度大于5km/h时, 认为车辆处于运行中, 为获得基于速度的再生能量, Batt变流器就会减小CEO和CSO值, 故运行过程中的SOC会比静止状态 (或车辆速度低于5km/h) 的低。当车辆需要在较高SOC条件下进行测试时, 则需要锂离子电池提供加速能量。

 

为获取再生制动产生的最大功率, 将CEO值设为70%;为避免由于SOC信号的振荡而发生共振, 将CSO值设为60% (即比CEO值低10%) 。这些Batt变流器参数可根据需要进行更改。

 

3 FC/Batt混合动力系统燃料消耗率及效率评估

 

我们在试验轨道上对FC/Batt混合动力试验车辆进行了运行试验, 并基于试验结果对混合动力系统的燃料消耗率及能源效率进行了评估。本文对有无等待SOC恢复及是否开启空调等三种工况下的输出进行了比较[3]。

 

3.1 空调关闭时燃料消耗率和效率的评估

 

图3为带有SOC恢复及空调关闭情况下 (工况1) 的连续运行试验结果。在有SOC恢复情况下, 只要有燃料就可一直进行运行试验。基于SOC维持在60%情况下 (除了第一次以外) 连续进行了30次试验。

 

图4为没有SOC恢复及空调关闭情况下 (工况2) 的试验结果。在没有SOC恢复的情况下, 随着运行试验的进行SOC值渐渐降低, 当SOC值低于30%时试验结束。本工况下, 当SOC值从60%降到30%, 可进行22次运行试验。

 

在这些评估中, 使用下述公式对燃料消耗率和效率各方面进行定义[4]:

 

其中:A为加速能量;B为辅助能量;C为电池放电能量。氢气消耗能量通过低热值进行换算。

 

对于工况1、2, 表1列出了燃料消耗率的评估, 表2列出了效率各方面的评估。由表1和表2可知:当空调关闭, 无SOC恢复下, 氢气耗量、燃料利用率、燃料电池效率、再生效率及车辆能源效率都优于有SOC恢复情况。

 

3.2 空调开启时燃料消耗率和效率的评估

 

图5为没有SOC恢复及空调开启情况下 (工况3) 连续运行试验的结果。本工况下, 当SOC值从60%降到30%, 可进行16次运行试验。对于工况3, 表3列出了燃料消耗率的评估, 而表4列出了效率各方面的评估。工况2和工况3的差别仅仅是空调的开关与否, 但在燃料利用率和车辆能效方面却分别有1.07km/kg-H2和7.4%的差别。工况2下, 要将SOC从30%恢复到60%, 需要花约12min, 而工况3则要花约15min。工况1中, 每次运行试验要将SOC恢复到60%均需要花3min左右。

 

4 结论

 

在装有FC/Batt混合动力系统的两辆车上进行了运行试验, 并对具有60%SOC恢复运行工况和没有SOC恢复工况进行了燃料消耗率和效率方面的评估。结果表明:没有SOC恢复工况的燃料利用率和车辆能源效率分别比有SOC恢复工况好, 约为0.8km/kgH2和10%。另外, 分析了空调开关之间的区别, 结果表明空调关闭时大约有1km/kg-H2的燃料利用量和7%的车辆能源效率的优势。此处, 只能简单地确定车辆能效约65%的车辆如预期一样具有较高的性能。研发尺寸更小的FC/Batt混合动力系统, 并针对实际运用确定燃料电池寿命是今后的研发方向。

 

摘要：为替代传统车辆的非电气化区段内燃机驱动, 研发了用燃料电池系统进行牵引供电的新型车辆。将燃料电池/蓄电池 (简称FC/Batt) 混合动力系统装于试验车辆上, 并在试验轨道上进行运行试验。阐述了FC/Batt混合动力试验车辆的研发过程, 并对混合动力系统的能效和燃料消耗率做了评估。

 

关键词：燃料电池,锂离子电池,混合动力,能效,燃料消耗率

 

参考文献

 

[1]Ogden J, Steinburger M M, Kreutz TG.A comparison of hydrogen, methanol and gasoline fuels for fuel cell vehicles:implications for the vehicle design and infrastructure development[J].J Power Sources, 1999, 79:143-168.

 

[2]Takamitsu Yamamoto.Energy efficiency evaluation of fuel cells and batteies hybid railway vechicles[J].RTRI Report, 2010, 51 (3) :115-120.

 

[3]Scott D S, Rogner H H, Scott M B.Fuel cell locomotives in Canada[J].Hydrogen Energy, 1993, 18 (3) :256-263.

 

农用动力机械蓄电池故障及排除 篇5

1、活性物质脱落。

 

多因充电电流过大, 温度过高;或放大电电流大, 起动时间过长而引起。若因活性物质脱落不多时, 可清除沉淀物后继续使用。若因活性物质脱落较多时, 就必须更换极板。

 

2、极板硫化。

 

多因蓄电了长期处于放电或半放电状态, 极板上生成一种粗晶粒状的硫酸铜引起。若硫化不严重, 可采用小电流长时间充电的办法, 使活性物质复原。若硫化严重时, 可用碱水腐蚀法修复。

 

3、极板短路。

 

多因隔板损坏或底部沉积物太多而引起。若因沉积物太多, 应倾倒出电解液, 用蒸馏水反复清洗干净后再充电。若因隔板损坏, 应拆开蓄电池, 更换隔板。

 

4、蓄电池自行放电。

 

多因充电的蓄电池久放不用, 逐渐失去电量, 导线短路, 隔板损坏, 极板活性物质脱落过多, 电解液溢出太多等而引起。防治方法:自行放电严重的蓄电池, 可将它全部放电或过放电, 使极板上的杂质进入电解液后, 将电解液全部倒出, 用蒸馏水清洗干净, 最后灌入新电解液, 进行充电即可。平时, 要注意保持蓄电池表面和桩头清洁, 使用中需加水时, 必须加蒸馏水。

 

5、极桩烧蚀、断裂。

 

多因使用保养不当而引起。当极桩烧蚀、折断后, 可用栽丝法修复。先将损坏的极桩从根部切平, 在其断面中心钻一个直径5毫米、深15毫米的孔, 拧入一个M6×30毫米的六角螺栓。将铁皮做的喇叭管放在极桩上, 倒入加热熔化的铅水, 冷却后取下喇叭管即可。

 

6、封口胶破裂。

 

多因冬季使用保养不当而引起。若裂纹较小, 可用热烙铁烫合。若裂纹较大, 电解液外漏严重时, 应铲除, 重新浇注。为使封口料与壳可靠结合, 浇注处应当用棉纱蘸碱水擦洗去酸。

 

7、外壳、上盖裂缝。

 

多因冬季外壳、上盖易发脆, 固定不牢或拆卸时碰撞所致。裂损不大的可用胶粘剂粘结裂纹。方法是:先局部加热裂纹处, 待变软后用刀沿裂纹切成“V”形小沟。然后把配好的树脂胶泥塞入修补处, 涂平后用纸贴好, 放在室内自行硬化后即可。裂损严重的, 应换用新外壳和上盖。

 

8、单格上盖“下陷”。

 

多因单格电池极板组下部发生短路而引起。发现此病时, 应及时修复该单格极板组。

 

摘要：蓄电池是农用动力机械的重要构成部分, 在使用中常出现这样那样的故障。本文对活性物质脱落、极板硫化、极板短路、蓄电池自行放电、极桩烧蚀断裂、封口胶破裂、单格上盖“下陷”、外壳及上盖裂缝等农用动力机械蓄电池常见的故障及排除方法进行了比较详细的介绍。

 

关键词：农用动力机械,蓄电池,故障,排除

 

参考文献

 

[1] 、姚奉国, 《干荷蓄电池的使用与维护》, 南方农机[J]2013 (6) 36

 

[2] 、王艳;舒服华等, 《工程机械蓄电池常见故障及排除》, 建筑机械化[J]2008 (7) 68-69

 

[3] 、谢小运;刘跃进等, 《汽车蓄电池常见故障排除与日常维护》, 电源技术应用[J]2011 (11) 53-57

 

电动叉车蓄电池组的选配和使用 篇6

(1)蓄电池组的额定电压

 

蓄电池组的额定电压由下列因素决定:

 

①起升和行走电机的额定电压。电动叉车的起升和行走电机的额定电压,一般为12 V、24 V、36 V、48 V、72 V和80 V等。

 

②蓄电池组电压。单格铅酸蓄电池(即一对正负极板)额定电压为2 V,由于实际应用中,蓄电池组几乎都是单格电池串联,所以,蓄电池组的电压为:

 

式中:2——为单格蓄电池的额定电压;

 

N——为串联蓄电池的格数。

 

电动叉车的功率等于电压和电流的乘积,若功率一定时,提高电压可减小电流。由于电流的减小,电动机及有关元件的体积、质量都能减小,蓄电池的使用效率提高。但是要提高额定电压,必须增加单格蓄电池的数目,这样电动叉车的外形尺寸和质量都要增加。

 

(2)如何计算和选择蓄电池组容量

 

可按下面两种方法对蓄电池组容量做近似的选择计算:

 

①假设电动叉车满载作业,液压泵电动机和行走电机的功率相等。液压泵电动机的JC%值(液压泵电机工作持续时间与整个作业循环时间的百分比)为15%,行走电机的JC%值为40%,自身质重与额定起吊质量之比约为2.2。此时,蓄电池的容量可近似为:

 

式中:Ⅰ行走——行走电机的额定电流(A)。

 

用上式计算的蓄电池容量C对于起吊质量小于2t的电动叉车比较合适。

 

②起吊质量大于2 t的电动叉车可用下式计算蓄电池组的容量:

 

式中:I平均——蓄电池组5 h放电的平均电流。

 

式中:I行走、I起升——行走电动机、起升电机的额定电流。

 

T—蓄电池组的放电时间,一般按5 h计算。

 

这里值得一提的是,环境温度对蓄电池的容量影响很大。蓄电池的内阻随电解液温度的下降而显著增大,使蓄电池单体的端电压下降。一般,温度每降低1℃容量约减小1%。如选配蓄电池容量偏小,在寒冷季节,就会因蓄电池的容量不足而影响整车的工作时间。但蓄电池组容量选配过大就会增加成本,且增大蓄电池组的体积。所以选配蓄电池组时应该考虑到这一点。一般,温热带地区使用的电动叉车,可选配容量略偏小些的蓄电池组,以减少成本;北方高寒地区使用的电动叉车,宜选配容量稍大些的蓄电池组。

 

电动叉车蓄电池组保养项目与周期如表1所示。

 

2. 常见故障与排除

 

据调查材料证明,有的单位所用蓄电池安装投产后半年至1年即报废;而同一批、同一型号的蓄电池有的单位则使用了3年至4年尚属良好设备。这足以说明维护工作的好坏直接影响到蓄电池的使用年限。

 

(1)极板硫酸盐化

 

蓄电池的硫化只发生在负极,而活性物质脱落基本发生在正极。硫化的特征、原因和排除方法如表2所示。

 

(2)极板弯曲与断裂

 

原因:极板制造质量不好、经常过量放电。处理:打开蓄电池盖,取出极群组,将弯曲极板整平,对断裂极板予以补焊。

 

(3)蓄电池内部短路

 

蓄电池内部短路的特征现象、原因和排除方法如表3所示。

 

(4)蓄电池的反极

 

反极故障的原因:多是由于过量放电后充电不足,或是初充电没有充足而造成极板硫酸盐化,或者极板间有短路故障所致。

 

4. 影响蓄电池使用寿命的因素

 

增加蓄电池寿命的因素:正确的维护(充电结束时再加水);保持正常使用温度20～40℃;良好充电特性(放电后尽可能快地再充电);不深度放电;紧急故障后立即处理。

 

蓄电池组电容量的在线分析系统 篇7

铅酸蓄电池组 (VRLA) 作为备用电源, 被广泛应用于通信、电力和交通等领域, 为系统安全可靠供电提供最后的保障。所以, VRLA的蓄电能力直接影响整个供电系统的安全可靠地运行。蓄电池蓄电能力的在线检测是保障蓄电池可靠供电的有效措施。蓄电池的蓄电能力随着使用年限的增加而逐渐下降[1]。这种能力的下降不仅与电池生产的质量有关, 而且也与电池的日常使用和维护有重要关系[2]。准确地了解电池的蓄电能力或剩余电量, 准确地掌握蓄电池充放电等运行参数, 是保证电池供电系统可靠工作的重要参数。对于评价电池的质量和性能, 判断电池维护是否合理, 掌握上述参数是非常重要的。目前测量电池蓄电能力常用的方法有电解液密度法、放电电压分析法、电池内阻分析法和放电统计测量等方法。本文主要是采用工作电流放电法。

 

 

1检测电池组蓄电能力的实现方案

 

 

蓄电池蓄电能力的评价单位是A·h。这个评价单位实际上也是个计量单位。以0.1 C的放电电流, (标准温度一般为25℃) [3,4,5], 规定的放电终止电压 (单节电池电压1.8 V) 条件下, 电池所能放出的电量称为电池蓄电容量。对于室内安装的供电设备, 电池实际的供电能力主要取决于放电电流。按照实际的工作电流进行放电, 一直放到规定的放电终止电压, 这样统计出来的放电量自然是最客观的计量结果。通过实际放电来测量电池蓄电能力的方法是检测电池蓄电能力最准确和有效的方法。

 

 

 

测量充分充电电池的内阻可以评价电池蓄电性能是否发生了变化。利用现代电子设备详细记录电池工作的运行参数, 可以得到满意的电池参数检测结果[6]。本应急电源蓄电池组综合检测系统主要包含三项检测内容:电池放电量检测、单节电池电压检测和单节电池内阻检测。

 

 

 

电池放电量检测实现方案如图1所示。在电池组回路上加装电流变送器, 对放电电流进行采样。当电池组开始放电工作, 电池组的放电电流大于0时, 开始累计电池的放电量。当电池组的总电压达到最低允许电压, 电池组终止放电工作, 对放电电流进行全程累计, 这样就得到了工作电流放电的实际蓄电量。

 

 

 

 

充分充电后的全程放电量累计, 反映了电池的实际蓄电能力。另外, 用电池的计算容量减放电的累计电量就得到电池的剩余电量。这样测到的剩余电量具有良好的线性显示值。电流采样还可以检测电池组充电的情况, 根据电池的充电量可判断电池的充电程度。

 

 

 

利用电池电压巡检表, 检测单电池电压, 单电池检测原理如图2所示。

 

 

 

 

测量单数节电池电压时, 闭合开关K2n-1、K2n和KA, 对应电池的电压为:

 

 

 

U1=E2n-1 (n=1, 2, 3, …) 。

 

 

 

测量偶数节电池电压时, 闭合开关K2n、K2n+1和KB, 对应电池的电压为:

 

 

 

U2=E2n (n=1, 2, 3, …) 。

 

 

 

在放电状态下, 电池组单电池电压的变化也可以反映电池性能的变化。性能良好的电池, 放电时电压变化缓慢, 恒压放电时间较长。性能下降的电池, 恒压放电的时间相应缩短。

 

 

 

采用交流法对单电池内阻进行在线检测[7], 可以在不放电的情况下, 方便地根据电池内阻的变化实现检测电池性能的变化。测量原理如图3所示。交流信号源可采用50 Hz市电电源, 经变压器降压供电。

 

 

 

 

测量时先闭合开关KA和KB, 对电池组施加一个正弦交流电流, 测量电流有效值为I。然后再闭合开关K1与K2, 通过采样电容C1和C2测量电池E1上交流电压的有效值U1。由这两个测量值算出电池E1的内阻:

 

 

 

R1=U1/I。

 

 

 

依次接通开关Ki和Ki+1, 测得电池Ei上交流电压有效值Ui, 就能够得到各电池的内阻ri。严格地说, 这个结果应该是电池E1的内阻抗。当电池内阻增加时, 其内阻抗必然随之增加。也就是说电池内阻抗的变化与内阻的变化密切相关。新电池的内阻一般比较接近, 由于电池内阻表接线方式的差别, 实际测量结果可能会有所差异, 这是由于部分测量线串联了电池的连接电缆, 引入了包括电极桩在内的附加欧姆电阻。这部分附加电阻, 以及电池内阻抗的电抗分量, 在电池运行中一般不会有明显变化。将最初的测量结果加以保留, 和以后的内阻测量结果进行比较, 电池内阻增加时, 说明电池的性能变坏, 蓄电能力将下降。现在一般免维护电池的平均使用寿命在5年以上, 充分充电后电池内阻不会快速变化。内阻测量的频度可以每月测量一次, 或经历放电再充电后增加一次[8]。内阻检测过程较短, 最好在测量时暂时停止电池组的浮充电, 以便避免浮充电对测量内阻信号的影响。

 

 

2电池运行参数记录

 

 

表1是摘录计算机检测系统记录的电池组全放电测试数据。表1中Q列对应的参数为累计放电量。Q′/%列为根据累计放电量算出的剩余电量百分数。由于采用了直接根据输出电流累计蓄电池的电力消耗, 剩余电量百分数反映的结果更加客观准确, 克服了电压式电量表电力消耗过半才有电力下降显示的缺点。

 

 

 

 

 

 

 

 

表中所列的参数分别为:

 

 

 

I—总电流 (A) , Q—累计放电量 (A·h) ,

 

 

 

U—总电压 (V) , Ei—单节电池电压 (V) ,

 

 

 

Q′ (%) —剩余电量百分数。

 

 

 

电池的计算容量是根据实际放电量进行修正的。例如在表1中电池的计算容量是根据上次全放电的记录修正的结果, 57 A·h, 它反映了电池运行的实际情况。对于EPS (应急电源) , 实际负载和设计负荷会有一定偏差。其它类型的蓄电池电源有许多也有上述类似的特点。蓄电池使用的年限不同, 电池实际负载率不同, 都会影响电池的实际蓄电容量, 通过累计工作电流完全放电量, 当实测的电池容量与电池的计算容量差值达到一个预定的等级时, 系统将对电池当前的计算容量进行修正, 其结果可以更加客观地反映电池的蓄电能力。

 

 

 

在浮充状态, 通过对电池内阻的巡检, 可以非放电地发现电池失效的故障。表2列出了电池组放电前电池内阻巡检的结果。

 

 

 

 

 

 

 

 

在所有18节电池中, 第4、11、13、16、17节电池的内阻, 明显高于其它电池的内阻, 反映出这五节电池性能已发生了变化。从表3所示的后来放电时, 单电池电压记录可见, 电池内阻明显增加的五节电池电压, 在放电时迅速跌落。而其它内阻正常的电池 (表3中的E1、E12、E18) 电压在放电过程中平稳地变化。由此可以证实这五节电池已经失效。

 

 

 

 

 

 

 

3运行数据远传实现了计算机数据保存

 

 

电池组供电系统往往安置在鲜为人知和安静寂寞的地方, 它的工作、表现和待遇, 平时往往无人问津。现在的计算机具有海量的数据存储能力和高速的数据处理能力, 监控电池只需要占用它极少的时间和资源。现在电池组工作的数据可以通过简单的数据通道传到远方的计算机里, 由值班计算机代为监管和保存。

 

 

4计算机在线监测结果

 

 

综合检测系统应用的计算机系统是北京三维力控科技的力控6.0监控组态软件。本应急电源蓄电池组共有18块单体蓄电池。

 

 

 

将电池柜中的数据采集系统采集到的数据信息经过串行通信口传到计算机监控系统, 就可以得到如图4所示的蓄电池检测系统电压实时测量的界面。

 

 

 

 

该监测系统可以显示电压测量的实时值, 可以以图形的形式显示电池电压检测结果和系统的各个主要参数, 还可以生成各个单体蓄电池的电压报表。

 

 

5结论

 

 

采用记录工作电流放电法检测蓄电池的蓄电能力, 较电池放电电压分析法更为准确。通过测量电池内阻可以有效判断电池性能是否发生变化, 可以得到更加全面客观准确的分析结果, 为日常电池组的维护提供便捷。而且该测量方法简单、实用、可靠。并且结合了计算机监控系统, 能够更详细地反应当前蓄电池的工作状态, 实现了线性电力消耗指示、动态的电池容量修正和电池性能的非放电测试, 实现了实时在线的精确反应电池组的运行状态, 提高了系统的安全运行、可靠性和自动化程度。

 

 

摘要：根据铅酸蓄电池组的充放电特性, 采用工作电流放电法测量蓄电池组的蓄电能力。设计了铅酸蓄电池组蓄电容量的计算机在线监测系统。该系统在测量过程中可以对电池放电时的剩余电量给出线性的指示。蓄电池组放电时对电池组单节电压进行巡检, 发现性能开始下降的电池, 排除电池失效的隐患。在浮充状态下在线测量电池的内阻, 在非放电的条件下发现电池性能的变化。通过计算机对铅酸蓄电池组的各参数的在线监测, 实现了铅酸蓄电池组监测和预警的自动化。

 

关键词：铅酸蓄电池组,容量,内阻测量,在线监测

 

参考文献

 

[1]朱永祥.蓄电池剩余容量在线检测方法研究.长沙大学学报, 2006;20 (5) :39—41

 

[2]刘险峰, 倪洪权, 张旭, 等.蓄电池容量在线检测研究.通信电源技术, 2009;26 (3) :51—54

 

[3]刘百芬, 程海林.一种新型的蓄电池内阻测量方法的研究及实现.仪表技术与传感器, 2004; (5) :49—50

 

[4]李立伟, 邹积岩.内阻测量装置的研究.电源技术, 2003;27 (1) :42—44

 

[5]徐曼珍.新型蓄电池原理与应用.北京:人民邮电出版社, 2005:21—33

 

[6]吴中明, 吴昊.密封铅酸蓄电池容量快速测试技术难点分析.通信电源技术, 2006;23 (1) :59, 60, 67

 

[7]龙顺游, 强锡富.阀控铅酸蓄电池劣化程度预测研究.哈尔滨工业大学学报, 2003;35 (1) :118—121

 

动力蓄电池组 篇8

太阳能蓄电池是蓄电池在太阳能光伏发电中的应用, 目前采用的有铅酸免维护蓄电池、普通铅酸蓄电池, 胶体蓄电池和碱性镍镉蓄电池四种。国内目前被广泛使用的太阳能蓄电池主要是:铅酸免维护蓄电池和胶体蓄电池, 因为这两类蓄电池固有的“免”维护特性及对环境较少污染的特点, 很适合用于性能可靠的太阳能电源系统, 特别是无人值守的工作站。蓄电池的任务是在太阳能辐射量不足时, 保证系统负载的正常用电, 同时对电网也起到削峰填谷的作用。蓄电池的设计主要包括蓄电池容量的计算和蓄电池组串并联的设计。在光伏发电系统中, 主要考虑到技术成熟度和成本因素, 大部分系统采用的都是铅酸蓄电池, 因此文章介绍以铅酸蓄电池为主的设计和计算方法。

 

一、智能微网系统原理介绍

 

以光伏电池板为发电部件, 监控系统对所发的电能进行调节和控制, 一方面把调整后的能量送往交流负载, 另一方面把多余的能量送往蓄电池组储存, 当所发的电不能满足负载需要时, 监控系统又把蓄电池的电能送往负载或者从电网拉电经过双向变流器给负载送电。蓄电池充满电后, 监控系统要控制蓄电池不被过充并且把多余的电通过双向变流器送给电网。当蓄电池所储存的电能放完时, 监控系统要控制蓄电池不被过放电, 保护蓄电池并且还可以从电网上拉电, 最终保证可以随时保证供电给负载。监控系统的性能不好时, 对蓄电池的使用寿命影响很大, 并最终影响系统的可靠性。蓄电池的任务是贮能, 以便不浪费多余的太阳能, 充分的利用太阳能发电。逆变器负责把直流电转换为交流电, 供交流负荷使用, 多余的交流电通过双向变流器, 把交流电变成直流电给蓄电池充电。监控系统通过双向变流器控制蓄电池的充电和放电, 对电网进行有效的能量管理。

 

二、蓄电池容量基本计算方法

 

蓄电池的容量计算有很多的方法, 有根据负荷计算蓄电池容量的方法, 有根据日总耗电量计算蓄电池容量的方法, 都是属于独立电网蓄电池容量计算方法, 智能微网系统既可以并网也可以地理运行, 智能微网蓄电池的容量要根据综合因素确定, 简单的公式:

 

蓄电池放电深度:浅循环型蓄电池选用50%的放电深度, 深循环型蓄电池选用75%的放电深度。

 

三、太阳能蓄电池组的设计

 

蓄电池有2V, 6V, 12V等电压系列和50Ah, 300Ah, 1000Ah等标准容量, 为了符合双向变流器的工作电压, 达到双向变流器的最低的电压要求, 就需要把蓄电池串联起来连接到双向变流器直流侧, 需要串联的蓄电池个数就是双向变流器最低工作电压除以所选蓄电池的标称电压, 蓄电池的电压最好高于双向变流器的最低电压的要求, 但不要超过双向变流器最高电压范围。

 

四、应用实例

 

某地客户要求:200k W的负荷基本上都为电灯、电脑、空调、电视、冰箱等家电设备, 全部用屋顶太阳能电站提供200k W功率, 根据客户要求建立250k W智能微电网电站, 光伏发电总量=250*3.87*0.8=774k Wh, 日照平均小时数为3.87h, 蓄电池充电效率为0.8。负载白天用电量为200*8*0.3=480k Wh, 白天用电小时数为8h, 白天用电系数根据当地情况而定, 系数范围为0.3--0.7。假设取最高0.7, 电量不够, 可以通过智能管理系统从电网拉电供给负荷用。

 

蓄电池容量确定的简单公式为:

 

根据双向变流器的电压要求, 蓄电池组的电压选择480V。

 

所以, 选择2V/1000Ah蓄电池240个串联组成480V/1000Ah的蓄电池组。

 

五、总结

 

本文主要对智能微网系统蓄电池的容量选取和蓄电池组设计进行了分析。

 

首先, 智能微网中的蓄电池储能, 是指蓄电池把白天多余的电能储存起来, 来达到不浪费多余的新能源。

 

其次, 蓄电池在智能微网中起到削峰填谷的作用, 减少对电网用电高峰时的负担。

 

最后, 在智能微网系统中, 蓄电池组采用蓄电池串联的模式, 减少并联蓄电池出现的电流回流现象, 避免对系统造成不良影响。

 

参考文献

 

[1]沈辉, 曾祖勤.太阳能光伏发电技术[M].化学工业出版社.

 

动力蓄电池组 篇9

充放电控制不合理以及维护不当等是造成蓄电池寿命缩短的重要原因。电池充放电控制的不合理对电池产生的影响是非常大的, 诸如电池早期容量损失、热失控、电解液干涸、不可逆硫酸盐化等问题都与充放电控制的不合理有很大关系。科学合理、规范可靠地对电池进行操作和维护, 能够有效的保证甚至延长蓄电池的使用寿命, 从而保障通信设备的用电安全, 并极大的节约了维护资金。以我部门机房的UPS电源系统为例:2+1并联冗余UPS电源系统通常需配置300只以上的蓄电池, 有的甚至达到600只, 那么在电源系统的维护中, 数量庞大的蓄电池的维护管理就占了相当大的比重, 蓄电池的维护就成为维护工作的最常态的工作。一般而言, 蓄电池制造商提供的蓄电池设计寿命是在某一特定环境下的理论值, 实际使用寿命与动力机房电池室的环境温度、运行状况和UPS设备的配置、参数设置有很大关系。那么怎样才能充分发挥蓄电池作为后备电源的作用, 使用中尽量达到或接近其设计寿命, 就成了维护人员必须要深入研究和摸索的一个重要问题。

 

1.1 环境温度的影响

 

环境温度对蓄电池使用寿命的影响是很大的。随着环境温度的升高, 将加速电池板栅的腐蚀和增加电池中水分的损失, 极大的缩短电池寿命。通常而言, 温度每升高10℃, 电池使用寿命将减少50%, 温度越高这种影响就会越大。研究和实践表明, 蓄电池的最佳使用环境温度为20～25℃之间。

 

1.2 充电不合理

 

在正常条件下, 电池在放电时形成硫酸铅结晶, 在充电时能较容易地还原为铅。如果使用不当, 例如长期处于充电不足的状态, 负极就会逐渐形成一种粗大坚硬的硫酸铅, 这种物质几乎不溶解, 用常规方法很难使它转化为活性物质, 那么电池容量也就会相应的减少了, 这甚至会造成电池寿命的终止, 这就是蓄电池极板的不可逆硫酸盐化。反过来讲, 蓄电池在长期过充电状态下, 正极因析氧反应, 水被消耗, 氢离子浓度增加, 导致正极附近酸度增加, 板栅腐蚀加速, 同样也会减低电池的容量。同时, 该过程水损耗加剧, 会使蓄电池有干涸的危险, 对蓄电池寿命的影响也是毋庸置疑的。

 

1.3 过度放电和浮充

 

交流电源停电后要避免电池的过度放电, 避免蓄电池为负载长时间供电。当蓄电池被过度放电到终止电压或更低时, 电池内部会有大量的硫酸铅被吸附到蓄电池的阴极表面, 硫酸铅这种物质是一种绝缘体, 必将影响蓄电池的充放电性能。表现在:在阴极上形成的硫酸铅越多, 蓄电池的内阻越大, 蓄电池的充放电性能越差, 相应的电池使用寿命就越短。需要注意的是, 一次深度的过放电就可能使电池的使用寿命减少1～2年, 严重的情况下电池就直接报废。另外, 如果蓄电池长期处于浮充状态下, 只充电而不放电, 其对电池的影响与过度充电是相同的。

 

2蓄电池的均浮充控制

 

通信用蓄电池的充电方式主要有浮充充电和均衡充电。一般而言, 蓄电池是在出厂后较长的一段时间内才会投入使用, 那么电池必然经过了一段时间的自放电, 容量也会随之大量损失, 同时, 由于单体电池自放电大小会有差异, 还可能出现电池比重、端电压不均衡的现象。因此, 在蓄电池投入使用前应进行一次均衡充电, 否则, 个别电压低的电池很可能进一步发展成为落后电池, 最终导致整组电池的报废。另外, 如果蓄电池长期不投入UPS系统使用, 闲置时间如果超过了3个月, 就必须对电池系统进行一次均衡充电。一般而言, 阀控铅酸蓄电池遇到下列情况之一时, 应进行均衡充电: 第一, 2只以上单体电池的浮充电压低于2.18V;第二, 放电深度超过20%;第三, 闲置不用的时间超过3个月;第四, 全浮充时间超过3个月。

 

在浮充状态下, 充电电流除维持电池的自放电以外, 还维持电池内的氧循环, 但是浮充状态下充电电流又是与电池的浮充电压密切相关的。因此, 为了使阀控铅酸蓄电池有较长的使用寿命, 在电池使用过程中, 要根据电池制造自身制造特点、环境特点, 依据厂家的指导方案, 正确设定浮充电压。根据通用行业规定, 在环境温度为25℃时, 浮充电压允许变化范围为2.20V～2.27V。如果浮充电压设置过低, 电池就长期处于欠充电状态, 不仅会在电池极板内部形成不可逆的硫酸盐化, 而且还会在活性物质和板栅之间形成高电阻阻挡层, 增加蓄电池内阻, 降低容量, 寿命缩短。如果浮充电压设置过高, 电池则会长期处于过充电状态, 电池正负极化学反应难以全部化合成水, 造成电池失水, 加剧板栅腐蚀, 缩短使用寿命。

 

3蓄电池的温度补偿问题

 

有些条件简陋的通信局站, 空调设备较差, 环境温度难以保证, 极大的影响了电池内部的化学反应速度。一般而言, 静置时蓄电池要求的环境温度为0～40℃, 温度太高将会加剧电池的自放电。而在使用状况时, 蓄电池的最佳温度范围为为20～25℃, 在这种工况下, 电池性能佳、寿命长。过高的温度会导致失水, 板栅腐蚀增加, 而过低的温度又会使电池容量降低, 受电能力下降, 充放电循环次数减少;如若电池不能工作在厂家推荐的最佳温度时, 就必须对电池的充电电压进行调整。温度越高, 充电电压越低, 必须进行“温度补偿”, 这种温度补偿就是要将温度对电池的影响降至最低, 但温度补偿的作用并不能无限的解决环境温度带来的影响, 因为温度低时, 浮充电压增大, 势必会引起浮充电流增大, 板栅腐蚀加速等一系列的问题;而温度高时, 浮充电压减小, 也会形成电池充电不足等一系列问题。

 

4蓄电池在使用和维护过程中的注意事项

 

4.1 使用环境

 

蓄电池应在整洁干净的环境中使用, 避免安装在有热源和易产生火花的地方, 电池室不能有太阳照射, 应保持通风良好, 温度在20～25℃为宜。

 

电源的一些参数如浮充电压、均充电流、等要严格按照蓄电池厂家的指导书确定。对于容量的配置来讲, 一些系统配置电池的容量偏小, 会在交流停电时造成电池大电流放电, 影响电池使用寿命。

 

4.2 放电试验和容量测试

 

对于交流供电正常的交换局内的通信电源所配置的蓄电池, 应周期性地进行核对性的放电试验。建议每年做一次, 放出额定容量的30%～40%;记录电池单体电压和电池组总电压, 及时更换故障电池。放电前, 先检查整组电池是否拧紧, 再根据放电倍率来确定放电记录的时间间隔。在对一组电池放电前, 应保证另一组电池充好电。放电过程中对落后电池要密切关注, 以防止某个单体电池的过放电。将此次记录与前次记录进行比较, 对整组电池的运行状态做到心中有数。对于2V电池, 每三年应进行一次容量测试放电, 放出额定容量的80%;对于12V电池应每年进行一次容量测试放电, 放出额定容量的80%。详细记录放电过程中各单体电压和电池组总电压, 进行分析, 对于容量降低的单体电池要及时予以更换。

 

4.3 蓄电池的日常维护

 

受到电池厂家对阀控式蓄电池冠以“免维”名称的影响, 会有维护人员错误认为阀控式电池无须维护, 从而对其不闻不问。事实上, 蓄电池的变化是一个渐进的过程, 为保证电池的良好状态, 作好运行记录是相当重要的。每月应做好单体电池和整组电池的浮充电压记录和检查, 检查电池的外壳有无变形、膨胀、渗液;检查极柱、安全阀周围是否有渗液和酸雾溢出;检查连接条是否拧紧等项目, 切实保证电池的使用状况良好, 做好维护工作, 努力提高蓄电池的使用寿命。

 

摘要：阀控式密封蓄电池以其独特的优点在通信行业得到了广泛的应用, 然而由于维护的不到位会使价格昂贵的蓄电池无法达到理论预期寿命, 常常提前损坏或报废, 极大地增加了维护成本, 也给通信设备带来了安全隐患, 笔者结合自身多年实践经验, 简要探讨了通信动力机房UPS蓄电池的维护技术。