详细介绍:
银泰蓄电池
1引言
尽管今天铅酸蓄电池在结构设计与使用原材料方面比过去有了很大的改进,性能有了相当大的提高,许多设计和用料精良的免维护铅酸蓄电池浮充使用的理论寿命为15~20年以上,但真正能在使用中达到如此寿命的电池恐怕是少之又少。拿汽车与摩托车广泛使用的干荷电少维护起动用铅酸蓄电池来说,设计使用寿命为4~5年以上,通过调查发现,很少能达到以上水平,大部份几个月至一年就夭折了,究其原因,我们认为有以下几点:
1)充电设备的设计不够完善,使用也不方便。
2)铅酸蓄电池放电后得不到及时的补充充电,特别是过放电对电池造成致命之伤。
3)少数厂家的产品质量低劣,以次充好。
以上原因,我们认为2)、3)从技术上讲是比较容易预防和做好的,唯1)牵涉比较难以解决的技术问题,下面着重谈谈这方面存在的问题。
2蓄电池的充电技术要求
厂家提供的铅酸蓄电池保证使用寿命的技术指标是在环境温度为25℃下给出的。由于单体铅酸蓄电池电压具有温度每上升1℃下降约4mv的特性,那么一个由6个单体电池串联组成的12V蓄电池,25℃时的浮充电压为13.5V;当环境温度降为0℃时,浮充电压应为14.1V;当环境温度升至40℃时,浮充电压应为13.14V。同时铅酸蓄电池还有一个特性,当环境温度一定,充电电压比要求的电压高100mv,充电电流将增大数倍,因此,将导致电池的热失控和过充损坏。当充电电压比要求电压低100mv时,又将使电池充电不足,也会导致电池损坏。另外铅酸蓄电池的容量也和温度有关,大约是温度每降低1℃,容量将下降1%,所以厂家要求铅酸蓄电池的使用者在夏天电池放出额定容量的50%后,冬天放出25%后就应及时充电。
显然,日常使用中的铅酸蓄电池不可能长期处在25℃的环境中,一日中尚有早、中、晚的温差变化,更何况一年中还有春、夏、秋、冬四季更大的温差,因此目前市面上普遍使用的各种晶闸管整流型、变压器降压整流型、以及一般的开关稳压电源型的铅酸蓄电池充电器,以恒压或恒流方式对电池进行的充电,是无法达到铅酸蓄电池补充充电所需要满足的严格技术要求的。纵观过去所采用的这些对铅酸蓄电池充电的方法,以及根据这些方法开发的铅酸蓄电池充电器,我们不难看出,其技术是不够完善的,用这些产品给铅酸蓄电池充电,势必直接影响铅酸蓄电池的使用寿命,同时这些充电器还存在着工作电压适应范围窄、体积大、效率低、安全系数差等问题。
即使UPS使用的是同样的电池技术,不同厂家的电池寿命大不一样, 这一点对用户很重要,因为更换电池的成本很高(约为UPS售价的30)。 电池故障会减小系统的可靠性,是非常烦人的事情。
电池温度影响电池可靠性
温度对电池的自然老化过程有很大影响。详细的实验数据表明温度每上升摄氏5度,电池寿命就下降10,所以UPS的设计应让电池保持尽可能的温度。所有在线式和后备在线混合式UPS比后备式或在线互动式UPS运行时发热量要大( 所以前者要安装风扇),这也是后备式或在线互动式UPS电池更换周期相对较长的一个重要原因。
电池充电器设计影响电池可靠性
电池充电器UPS非常重要的一部分,电池的充电条件对电池寿命有很大影响。 如果电池一直处于恒压或“浮”型电器充电状态,则UPS 电池寿命能最大程度提高。事实上电池充电状态的寿命比单纯储存状态的寿命长得多。因为电池充电能延缓电池的自然老化过程,所以UPS无论运行还是停机状态都应让电池保持充电。
电池电压影响电池可靠性
电池是个单个的“原电池”组成,每一个原电池电压大约2伏, 原电池串联起来就形成了电压较高的电池,一个12伏的电池由6个原电池组成,24 伏的电池由12个原电池组成等等。UPS的电池充电时,每个串联起来的原电池都被充电。 原电池性能稍微不同就会导致有些原电池充电电压比别的原电池高,这部分电池就会提前老化。只要串联起来的某一个原电池老人性能下降,则整个电池的性能就将同样下降。试验证明电池寿命和串联的原电池数量有关,电池电压就越高,老化的就越快。
UPS电池
UPS容量一定时,设计时应尽可能让电池电压最低,这样UPS电池寿命就越长,对于电池电压一定时,应选择数量少电压原电池串联的电池,不要选择数量多电压低的原电池串联的电池。有些厂家UPS的电池电压比较高,这是因为容量一定时, 电压越高,电流就越小,就可选用较细的导线和功率较小的半导体, 从而降低UPS成本。容量1KVA左右的UPS的电池电压一般为2496V。
电池纹波电流影响电池可靠性
理想情况下,为了延长UPS电池寿命, 应让电池总保持在“浮”充电或恒压充状态。这种状态下电状态,充满电的电池会吸收很小的充电器电流,它称为“浮”或“自放电”电流。尽管电池厂商如此推荐,有些UPS的设计(很多在线式) 使电池承受一些额外的小电流,称为纹波电流。纹波电流是当电池连续地向逆变器供电时产生的,因为据能量守恒原理,逆变器必须有输入直流电才能产生交流输出。这样电池形成了小充放电周期,充放电电流的频率是UPS输出频率(50或60Hz)的两倍。
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