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UPS中蓄电池的管理
UPS中采用电池的作用就是在停电时电池能起到不间断的作用,同时需要采用的电池的寿命尽可能长.电池管理的可靠性和完善性成为各个UPS厂家竞争的重点之一. 电池的充电管理
(1) 基本的限流限压控制 充电电流既不能太大,也不能太小。正常充电电流较小,电池负极析出的H2和正极析出的O2,几乎完全复合成H2O,如果充电电流过大,气体来不及全部复合,导致电池内部压力增大,引起排气阀门开启,造成电池失水,因此必须限制充电电流,一般不要超过0.25C(A)比较合适。由于电池在充电过程中,电池内阻会发生变化,所以以恒定的电流值充电会获得满意的结果。 当充电电流减少,电压慢慢升高,电池容量慢慢增加,则电压便维持在一个恒定的值保持不变。此后便维持一个很小的电流对电池进行浮充。能进行均浮充转换 首先进行限流限压充电,但是该“限压”是一个均衡的充电电压,比较高。均充一定时间后,再自动转为电压较低的浮充。 在以下几种情况下,开始进行均充浮充的循环: UPS的交流输入停电后再来电; 手动开机后; 电池进行自测完成后; 长期浮充后。 (3)分阶段充电方式 长期浮充会导致电池极板活性老化,使电池内阻增大,使充进去的能量除了补充电池自放电的消耗外,大部分转化为内阻发热的功率。采用分阶段充电克服该问题: 分阶段充电方式方案:第一阶段是限流均衡充电阶段,均充到电池容量的大约90%(时间约5小时到48小时适宜);第二阶段是间隙阶段,这时停止充电一个短时间(数分钟到数小时),让第一阶段析出的H2和析出的O2充分复合;第三阶段是浮充阶段,这阶段对电池进行浮充充电,将电池充到容量接近100%(一周左右);第四阶段是休眠阶段,这阶段不给电池充电,利用电池的自身的漏电流放电,一直到规定的电压下限(20――30天左右)。据试验该充电方式可以提高电池寿命40%左右。温度补偿 环境温度变化时,必须对浮充电压进行校正,校正系数为18mV/℃(标称12V的电池)。为简单计,可以分级校电池静置时,温度太高,电池的自放电加剧。电池使用条件推荐为20℃--25℃,温度太低,电池放电容量降低,充电接受能力下降。温度太高,反映加剧,导致失水,极板腐蚀加剧。电池的充电电压通过温度补偿来改变,温度高时,充电电压降低,使电池处于最佳浮充状态。 但是,当环境温度升高时,电池本身固有的寿命仍然会缩短。实践表明,即使配备了温度补偿,对这种电池固有的老化现象也无回天之力。 严格讲,保证电池服务最佳方案是将环境温度控制在20℃--25℃,控制放电次数、放电深度、放电和充电电流以及定时冲放电的周期。几乎没有谁能满足电池厂家要求的条件,因此达到电池厂家给出的期望寿命是很难的。 根据环境温度的高低来调节充电电压。对电池寿命有提高,但是最好的温度补偿是改善电池的环境温度,使之达到20℃--25℃
为做好蓄电池维护工作,我们应了解蓄电池的各种运行状态及其使用寿命。根据不同的运行状态,可将蓄电池的寿命可分为循环寿命、浮充寿命和存放寿命。影响蓄电池寿命的因素有以下几点:
1. 环境温度:过高的环境温度是导致密封免维护电池使用寿命缩短的重要原因。一般环境温度控制在25℃左右,当温度增加1℃,就会导致电池的实际使用寿命缩短一半。而温度太低,也会使蓄电池容量下降,温度每下降1度,其容量则下降1%。可见温度直接影响了蓄电池的使用寿命。
2. 过充电:蓄电池充电时间过长或者充电电压过高对正常的电池造成过充,将不可避免的造成电池失水、电解液干枯,从而减少了蓄电池的正常使用寿命。
3. 过放电:蓄电池放电到终止电压后继续放电称为过放电,过放电时间越长,其循环使用次数就越少,按厂家的数据,当电池放电深度为100%时,电池实际使用寿命约为200~250次充放电循环;放电深度为50%时,电池实际使用寿命约为500~600次充放电循环。
4. 长期处于浮充状态:蓄电池(组)长期处于浮充电状态,使得电极被厚厚的氧化膜所覆盖,造成电池的阳极极板钝化,电池的内阻急剧增大,电池的实用容量大大低于其标称容量。
5. 电池本身的离散性:这也是蓄电池早期失效的最根本原因,由于电池材料的配方制备、安装、化成、工艺的不稳定、不一致等因素,导致电池本身性能离散性,这给电池运行寿命的减少留下了隐患。当性能不一致的电池组成一组投入运行时,各电池的浮充电压会存在很大差异。经长时间运行后,浮充电压高的电池因长期过充导致失水和极板腐蚀;反之,浮充电压低的电池因长期欠充导致容量损失和极板硫酸化,电池性能劣化便有了自加速的趋势。