產(chǎn)品詳情
頂好蓄電池性能的分類:
1)普通蓄電池;普通蓄電池的極板是由鉛和鉛的氧化物構(gòu)成,電解液是硫酸的水溶液。它的主要優(yōu)點(diǎn)是電壓穩(wěn)定、價(jià)格便宜;缺點(diǎn)是比能低(即每公斤蓄電池存儲的電能)、陽光蓄電池使用壽命短和日常維護(hù)頻繁。
2)干荷蓄電池:它的全稱是干式荷電鉛酸蓄電池,它的主要特點(diǎn)是負(fù)極板有較高的儲電能力,在完全干燥狀態(tài)下,能在兩年內(nèi)保存所得到的電量,使用時(shí),只需加入電解液,等過20—30分鐘就可使用。
3)免維護(hù)蓄電池:免維護(hù)蓄電池由于自身結(jié)構(gòu)上的優(yōu)勢,電解液的消耗量非常小,在使用壽命內(nèi)基本不需要補(bǔ)充蒸餾水。它還具有耐震、耐高溫、體積小、自放電小的特點(diǎn)。使用壽命一般為普通蓄電池的兩倍。市場上的免維護(hù)德國陽光蓄電池也有兩種:*一種在購買時(shí)一次性加電解液以后使用中不需要維護(hù)(添加補(bǔ)充液);另一種是電池本身出廠時(shí)就已經(jīng)加好電解液并封死,用戶根本就不能加補(bǔ)充液.
頂好蓄電池性能的優(yōu)越性:
1、維護(hù)簡單:由于充電時(shí)蓄電池內(nèi)部產(chǎn)生的氣體基本被極板吸收還原成電解液,基本沒有電解液養(yǎng)活現(xiàn)象,不需要象一般蓄電池那種補(bǔ)水和均等充電,維護(hù)簡便(但有必要進(jìn)行定期檢查總電壓及外觀)。
2、持液性高:電解液被吸收于特殊的隔板中,保持不流動狀態(tài),所以正常的操作情況下,即使倒下也可使用(倒下超過90度以上不能使用)
3、安全性能優(yōu)越:由極端充電操作失誤引起產(chǎn)生過多的氣體時(shí),一定程度上可以放出,防止電池的破裂。
4、自放電極小:使用特殊鉛鈣合金生產(chǎn)板柵,把自放電控制在最小,可以長期保存。
5、壽命長、經(jīng)濟(jì)性好:使用耐腐蝕性好的特種鉛鈣合金制成的板柵,擁有較長的浮動壽命。正常浮充電時(shí)產(chǎn)生的氣體,可以很好地被吸收,所以正常操作情況下,不會因電解液減少出現(xiàn)容量降低現(xiàn)象。特殊隔板能保持住電解液,同時(shí)用強(qiáng)力壓緊正板活性物質(zhì),防止活物質(zhì)脫落,所以壽命長,另外深放電時(shí)也有較長循環(huán)壽命,是一種很經(jīng)濟(jì)的蓄電池。
6、內(nèi)阻?。河捎谧栊≡绞谴箅娏鞣烹姡匦栽胶?。
7、深放電后有優(yōu)良的恢復(fù)性能:把電池和負(fù)載連接在一起長期放電對電池不利,但萬一出現(xiàn)這種情況,只要充分充電,基本不出現(xiàn)容量降低,很快可以恢復(fù)
DINGHAO頂好蓄電池應(yīng)用領(lǐng)域與分類:
◆ 免維護(hù)無須補(bǔ)液; ● UPS不間斷電源;
◆ 內(nèi)阻小,大電流放電性能好; ● 消防備用電源;
◆ 適應(yīng)溫度廣; ● 安全防護(hù)報(bào)警系統(tǒng);
◆ 自放電??; ● 應(yīng)急照明系統(tǒng);
◆ 使用壽命長; ● 電力,郵電通信系統(tǒng);
◆ 荷電出廠,使用方便; ● 電子儀器儀表;
◆ 安全防爆; ● 電動工具,電動玩具;
◆ 獨(dú)特配方,深放電恢復(fù)性能好; ● 便攜式電子設(shè)備;
◆ 無游離電解液,側(cè)倒仍能使用; ● 攝影器材;
◆ 產(chǎn)品通過CE,ROHS認(rèn)證,所有電池 ● 太陽能、風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng);
符合國家標(biāo)準(zhǔn)?! ?巡邏自行車、紅綠警示燈等。
DINGHAO頂好蓄電池尺寸表 | ||||||||
電池型號 |
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電壓V | 容量AH | 長MM | 寬MM | 高M(jìn)M |
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總高M(jìn)M |
12-4AH |
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12 | 4 | 90 | 70 | 101 |
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106 |
12-7AH |
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12 | 7 | 151 | 65 | 94 |
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100 |
12-12AH |
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12 | 12 | 151 | 98 | 94 |
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100 |
12-17AH |
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12 | 17 | 181 | 77 | 167 |
|
167 |
12-24AH |
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12 | 24 | 166 | 126 | 174 |
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181 |
12-24AH |
|
12 | 24 | 175 | 166 | 125 |
|
125 |
12-38AH |
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12 | 38 | 197 | 166 | 174 |
|
181 |
12-55AH |
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12 | 55 | 230 | 138 | 211 |
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229 |
12-65AH |
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12 | 65 | 350 | 166 | 179 |
|
179 |
12-70AH |
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12 | 70 | 260 | 169 | 211 |
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224 |
12-70AH |
|
12 | 70 | 260 | 169 | 211 |
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215 |
12-80AH |
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12 | 80 | 329 | 173 | 213 |
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233 |
12-90AH |
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12 | 90 | 307 | 169 | 211 |
|
215 |
12-100AH |
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12 | 100 | 331 | 173 | 213 |
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233 |
12-100AH |
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12 | 100 | 407 | 174 | 209 |
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233 |
12-120AH |
|
12 | 120 | 407 | 174 | 209 |
|
233 |
12-150AH |
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12 | 150 | 484 | 171 | 241 |
|
241 |
12-150AH |
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12 | 150 | 551 | 110 | 287 |
|
287 |
12-165AH |
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12 | 165 | 494 | 204 | 208 |
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232 |
12-180AH |
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12 | 180 | 560 | 125 | 316 |
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316 |
12-200AH |
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12 | 200 | 522 | 240 | 216 |
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240 |
12-220AH |
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12 | 220 | 522 | 240 | 216 |
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243 |
12-250AH |
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12 | 250 | 520 | 268 | 220 |
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243 |
1、過充電
鉛酸蓄電池浮充電壓一般為2.25V/25(以2V電池為例)根據(jù)各廠家的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝不同而稍有不同,超過此值即為過充。
過充影響蓄電池使用壽命可從三個(gè)方面認(rèn)識,即
過充使得正極氧析出增加而形成氣泡,氣泡強(qiáng)力沖擊二氧化鉛,使得活性物質(zhì)與板柵結(jié)合力變差,甚至脫落。
過充析氧分解的是水,因此氫離子濃度增加,從而加速了板柵腐蝕。
過充造成蓄電池內(nèi)部壓強(qiáng)增加,從而會有氣體從安全閥逸出,造成蓄電池失水。
國內(nèi)外蓄電池研究者和使用者都對過充對蓄電池使用壽命的影響做了大量研究,研究表明,過充5%,持續(xù)工作120天,鉛酸蓄電池使用壽命減少50%。
2、欠充電
欠充會在負(fù)極產(chǎn)生難以還原的硫酸鹽。
3、過放電
過放電會在極板表面形成大顆粒的硫酸鉛結(jié)晶,降低極板活性物質(zhì)的孔率,使陰極硫酸鹽化,致使蓄電池內(nèi)阻增加。
4、環(huán)境溫度
蓄電池要保持的荷電狀態(tài),事實(shí)上是保持蓄電池內(nèi)部一個(gè)理想的化學(xué)活性,它是由電壓和溫度共同確定的,比如說2.25V/25(以2V電池為例),表示的就是一個(gè)理想的化學(xué)活性,保持25電壓高于2.25V是過充,電壓低于2.25V是欠充。而保持電壓為2.25V,溫度高于25就是過充,溫度低于25就是欠充。
國內(nèi)外研究表明,保持電壓不變,在25環(huán)境溫度之上,溫度每增加1,蓄電池容量約減小5%,在25環(huán)境溫度之下,溫度每降低1,蓄電池容量約減小1%。
三、蓄電池組在線維護(hù)系統(tǒng)原理
針對如上影響蓄電池使用壽命主要原因的分析,各行各業(yè)對蓄電池工作環(huán)境,特別是環(huán)境溫度都有嚴(yán)格規(guī)定,對充電器輸出電壓和溫度補(bǔ)償都有嚴(yán)格要求,并規(guī)定要有蓄電池組過放電保護(hù)。
但是這些措施只解決了溫度影響和過放電保護(hù),以及解決了電池組的過充欠充問題,但是即使保證了蓄電池組的充電電壓和浮充電壓,仍然解決不了蓄電池組個(gè)別電池的過欠充問題,原因主要有兩個(gè)方面。
1、蓄電池組中每節(jié)電池的容量不一致
一組蓄電池每節(jié)電池的容量完全一致是不可能的,那么在充電時(shí),容量較大的電池電壓就較低,容量較小的電池電壓就較高,電壓較高的電池就處于過充狀態(tài),電壓較低的電池就處于欠充狀態(tài)。
2、蓄電池組中每節(jié)電池的自放電不一致
一組蓄電池每節(jié)電池的自放電完全一致也是不可能的,在浮充工作時(shí),自放電大的電池電壓越來越低,進(jìn)入欠充狀態(tài),自放電小的電池電壓越來越高,進(jìn)入過充狀態(tài)。
鉛酸蓄電池組的應(yīng)用已有百年之久,許多問題已得到重視和解決,比如溫度控制和補(bǔ)充,過放電保護(hù)等。但是,因?yàn)樾铍姵亟M各節(jié)電池容量不一致和自放電不一致引起的電池過欠充問題,雖已為人們認(rèn)識到,但至今沒有有效的解決辦法,成了世界難題。
要解決這些問題,就是要想辦法使得蓄電池組每節(jié)電池電壓一致。這是蓄電池組使用者不懈的追求。
早在使用開口式鉛酸蓄電池年代,人們就認(rèn)識到了要保持蓄電池組各節(jié)電池電壓一致的重要性,因此經(jīng)常檢測各節(jié)蓄電池的電壓,發(fā)現(xiàn)某節(jié)電池電壓高于平均電壓一定值就單獨(dú)給它放電,發(fā)現(xiàn)某節(jié)電池電壓低于平均電壓一定值就單獨(dú)給它充電,并經(jīng)常檢測電池電解液濃度,不時(shí)的調(diào)節(jié),使之保持在期望值范圍內(nèi)。
1.概述
UPS供電系統(tǒng)在各行業(yè)數(shù)據(jù)中心中起到重要的電源保障作用,要為負(fù)載提供不間斷的供電,就必須具有電能儲存的功能。因此,蓄電池成為UPS供電系統(tǒng)的重要組成部分。而由于蓄電池本身或者管理上的原因,目前有許多UPS故障是由蓄電池引起。因此有必要加強(qiáng)對蓄電池特性的了解,正確選配和使用蓄電池,盡可能地延長蓄電池的使用壽命。同時(shí),如何管理蓄電池成為各個(gè)UPS廠家及行業(yè)用戶重點(diǎn)研究的問題。
以下對目前大型UPS系統(tǒng)廣泛采用的閥控式密封鉛酸(VRLA)蓄電池在UPS供電系統(tǒng)中的作用、工作原理、配置、選用、安裝、維護(hù)等方面進(jìn)行探討。
2.蓄電池在UPS供電系統(tǒng)中的作用和意義
在UPS供電系統(tǒng)中,蓄電池大多采用免維護(hù)蓄電池。蓄電池在UPS供電系統(tǒng)中的主要作用就是儲存電能,一旦市電中斷,由電池放電供給逆變器,由逆變器將電池釋放出的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)檎医涣麟?,維持UPS的電源輸出,確保負(fù)載在一定的時(shí)間內(nèi)正常用電。
在市電正常供電時(shí),電池在整流-充電電路中儲存電能,同時(shí)對直流電路起到平滑濾波的作用,并在逆變器發(fā)生過載時(shí),起到緩沖器的作用。
而在日常工作中,人們往往片面地認(rèn)為蓄電池是免維護(hù)的而不加重視。然而由于對蓄電池的不合理使用,產(chǎn)生了蓄電池的電解液干涸、熱失控、早期容量損失、內(nèi)部短路等問題,進(jìn)而嚴(yán)重影響到供電系統(tǒng)的可靠性。有資料表明,蓄電池故障而引起UPS主機(jī)故障或工作不正常的比例大約為60%。由此可見,加強(qiáng)對UPS電池的正確使用與維護(hù),對延長蓄電池的使用壽命,降低UPS供電系統(tǒng)故障率,有著越來越重要的意義。
3.蓄電池的種類
蓄電池在UPS中已得到廣泛的應(yīng)用,其品種繁多,型號齊全,規(guī)格各異,但按其基本性質(zhì)可以分為酸性電池和堿性電池兩大類:
酸性電池:酸性電池的電解液一般是由稀硫酸(H2SO4)或者膠體硫酸構(gòu)成,極板由鉛Pb和過氧化鋁PbO2構(gòu)成,通過化學(xué)反應(yīng)貯存電荷,起到電池儲能的作用。
堿性電池:堿性電池的電解液一般是由氫氧化鉀KOH或者氫氧化鈉NaOH(燒堿)組成。極板由于電池的結(jié)構(gòu)不同而各異。如鎘鎳電池正極板是氫氧化鎳Ni(OH)3,負(fù)極板是鎘Cd;鐵鎳電池的正極板是氫氧化鎳Ni(OH)3,負(fù)極板是鐵Fe;銀鋅電池的正極板是過氧化銀Ag2O3,負(fù)極板是鋅Zn。
4.鉛酸蓄電池的工作原理
UPS、直流電源設(shè)備常用的蓄電池是鉛酸蓄電池。傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池是開口式結(jié)構(gòu),電池在使用過程中,有氫氣和氧氣以及酸霧逸出,不僅污染環(huán)境還具有危險(xiǎn)性,維護(hù)時(shí)需要加水、加酸,已逐漸被市場淘汰?,F(xiàn)在UPS供電系統(tǒng)中蓄電池大多采用閥控式密封鉛酸(VRLA)蓄電池。閥控式鉛酸蓄電池的主要優(yōu)點(diǎn)是在充電時(shí)正極板上產(chǎn)生的氧氣,通過再化合反應(yīng)在負(fù)極板上還原成水,使用時(shí)在規(guī)定浮充壽命期內(nèi)不必加水維護(hù),所以又稱為免維護(hù)鉛酸蓄電池??梢?,免維護(hù)只是與普通蓄電池相比,運(yùn)行中免去了添加純水或蒸餾水,調(diào)整電解液液面的項(xiàng)目,并非免去一切維護(hù)工作。
閥控式密封鉛酸蓄電池的工作原理,基本上沿襲于傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池,其正極活性物質(zhì)是二氧化鉛(PbO2),負(fù)極活性物質(zhì)是海綿狀鉛(Pb),電解液是稀硫酸(H2SO4),其電極反應(yīng)方程式如下:
PbO2 2H2SO4 Pb≒2PbSO4 2H2O
5.兩種閥控式密封鉛酸蓄電池比較
目前閥控式密封鉛酸蓄電池主要有兩類,即玻璃纖維隔板陰極吸收式密封鉛蓄電池(如GNB、霍克電池)和硅凝膠密封鉛蓄電池(如德國的陽光電池)。
兩種電池極板相同:正極板柵采用鉛鈣錫鋁四元合金或低銻多元合金,負(fù)極板柵采用鉛鈣錫鋁四元合金。并使用緊裝配和貧液設(shè)計(jì),在電池的上蓋中設(shè)置了一個(gè)單向的安全閥。由于采用無銻的鉛鈣錫鋁四元合金,提高了負(fù)極析氫過電位,從而抑制氫氣的析出,同時(shí),采用特制安全閥使電池保持一定的內(nèi)壓。
兩種電池隔板不同:即分別采用超細(xì)玻璃纖維棉(AGM)隔板和硅凝膠二種不同方式來“固定”硫酸電解液。它們都是利用陰極吸收原理使電池得以密封的,但給正極析出的氧氣到達(dá)負(fù)極提供的通道是不同的。對AGM密封鉛酸蓄電池而言,AGM隔膜中雖然保持了電池的大部分電解液,但必須使10%的隔膜孔隙中不進(jìn)入電解液。正極生成的氧氣就是通過這部分孔隙到達(dá)負(fù)極而被負(fù)極吸收的。對膠體密封鉛酸蓄電池而言,電池內(nèi)的硅凝膠是以SiO2質(zhì)點(diǎn)作為骨架構(gòu)成的三維多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),它將電解液包藏在里邊。電池灌注的硅溶膠變成凝膠后,骨架要進(jìn)一步收縮,使凝膠出現(xiàn)裂縫貫穿于正負(fù)極板之間,給正極析出的氧氣提供了到達(dá)負(fù)極的通道。
由此看出,兩種電池的區(qū)別就在于電解液的“固定”方式和提供氧氣到達(dá)負(fù)極通道的方式有所不同,因而兩種電池的性能也各有千秋。
6.UPS供電系統(tǒng)中蓄電池的配置和選擇
在UPS供電系統(tǒng)中,可以說蓄電池是這個(gè)系統(tǒng)的支柱。沒有蓄電池的UPS只能稱做穩(wěn)壓穩(wěn)頻電源。UPS之所以能實(shí)現(xiàn)不間斷供電,就是因?yàn)橛辛诵铍姵?。在設(shè)計(jì)UPS時(shí),首先應(yīng)考慮選擇什么型號的蓄電池,即蓄電池的額定電壓、額定容量及應(yīng)由多少節(jié)蓄電池組合等。
(1)蓄電池的額定容量選擇
由于蓄電池的實(shí)際可使用容量與放電電流大小、系統(tǒng)電壓、放電時(shí)間、蓄電池工作環(huán)境溫度、蓄電池儲存時(shí)間的長短、負(fù)載種類和特性等因素密切相關(guān)。蓄電池的容量一般是指在20°C,以20h放電率放電到1.75V/單體時(shí),蓄電池輸出的功率數(shù)(W)。
(2)蓄電池的指標(biāo)選擇
內(nèi)阻:應(yīng)選擇內(nèi)阻小的蓄電池,這樣才能持續(xù)大電流放電。如果內(nèi)阻較大,在充放電過程中功耗加大,使蓄電池發(fā)燙。
浮充電壓:在相同溫度下,浮充電壓值高意味著儲能量大,質(zhì)量差的蓄電池浮充電壓值一般較小。蓄電池浮充電壓值在不同的溫度時(shí)應(yīng)進(jìn)行修正。
在大中型(幾kVA-幾千kVA)UPS中采用2V單體系列蓄電池,避免采用小容量組合蓄電池進(jìn)行混聯(lián)。
7.蓄電池的使用和維護(hù)
7.1VRLA蓄電池的運(yùn)行環(huán)境與安裝
作為備用蓄電池,蓄電池平時(shí)都處于浮充狀態(tài),此時(shí)蓄電池內(nèi)部仍進(jìn)行著復(fù)雜的能量轉(zhuǎn)換。浮充過程中所用的電能基本上轉(zhuǎn)換為熱能。因此要求蓄電池所處的環(huán)境應(yīng)有良好的通風(fēng)散熱能力或有空調(diào)設(shè)備。
電池盡可能安裝在清潔、陰涼、通風(fēng)、干燥的地方,并要避免受到陽光、加熱或輻射熱源的影響,讓電池有一個(gè)良好的工作、儲存環(huán)境。
蓄電池一般應(yīng)在5℃~35℃范圍內(nèi)進(jìn)行充電,低于5℃或高于35℃都會降低壽命,充電的設(shè)定電壓應(yīng)在指定范圍內(nèi),如超出指定范圍將造成蓄電池?fù)p壞、容量降低、壽命縮短。
(1)初充電:蓄電池在安裝或大修后的第一次充電,稱為初充電。初充電是否良好,將嚴(yán)重影響蓄電池的壽命。
(2)浮充充電:為了確保直流電源不間斷,延長蓄電池的使用壽命,通常都采用充電電源與蓄電池組并聯(lián)的浮充供電方式。
(3)均衡充電:在正常運(yùn)行狀態(tài)下的電池組,通常不需要均衡充電。但如果發(fā)現(xiàn)電池組中單體電池之間電壓不均衡時(shí),則應(yīng)對電池組進(jìn)行均衡充電。
(4)補(bǔ)充充電:電池在存放、運(yùn)輸、安裝過程中,會因自放電而失去部分容量。因此,在安裝后投入使用前,應(yīng)根據(jù)電池的開路電壓判斷電池的剩余容量,然后采用不同的方法對蓄電池進(jìn)行補(bǔ)充充電。對備用擱置的蓄電池,每3個(gè)月應(yīng)進(jìn)行一次補(bǔ)充充電。
7.2 VRLA蓄電池的使用與維護(hù)
隨著科技的不斷發(fā)展,UPS的性能越來越好,平均無故障時(shí)間越來越長,整機(jī)的可靠性越來越高。做好UPS中蓄電池的使用與維護(hù)變得尤為重要。
(1)新電池的充電
新的蓄電池在安裝完畢后,一般要進(jìn)行一次較長時(shí)間的充電,充電要按說明書中的規(guī)定進(jìn)行,待電池組充電完畢后,進(jìn)行一次放電,放電后再次充電,目的是延長電池的使用壽命,提高電池的活性和充放電特性。
(2)定期充放電
UPS蓄電池長期閑置不用或使蓄電池長期處于浮充狀態(tài)而不放電,會導(dǎo)致電池中大量的硫酸鉛吸附到電池的陰極表面,導(dǎo)致內(nèi)阻增大、活性下降,使蓄電池的使用壽命大大縮短。對于市電供電良好的單位,需要每隔三個(gè)月進(jìn)行一次“治療性”充、放電過程,即電池帶載放電、再充電操作,并記錄相關(guān)數(shù)據(jù),與以前放電記錄進(jìn)行比較分析電池性能狀況,對電池組整體進(jìn)行維護(hù)檢查,真正遇到市電停電時(shí),才能有效保護(hù)負(fù)載安全。
(3)嚴(yán)禁深度放電
蓄電池的使用壽命與蓄電池的放電深度密切相關(guān)。深度放電會造成蓄電池內(nèi)部極板表面硫酸鹽化,導(dǎo)致蓄電池內(nèi)阻增大,嚴(yán)重時(shí)會使個(gè)別電池出現(xiàn)“反極化”現(xiàn)象和電池的永久性損壞。電池的放電深度嚴(yán)重影響電池的使用壽命,非迫不得已,不要讓電池處于深度放電狀態(tài)。
(4)定期測量電池浮充電壓、內(nèi)阻
隨著UPS使用時(shí)間的延長,總有部分電池的充放電特性會逐漸變壞,內(nèi)阻增大、端電壓明顯下降,需要及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)更換,否則會影響整組電池的使用。這種電池的性能不可能在依靠UPS內(nèi)部的充電電路來解決,繼續(xù)使用會存在隱患,需要維護(hù)人員定期進(jìn)行測量檢查每個(gè)單體電池的電壓、內(nèi)阻,發(fā)現(xiàn)超出范圍的電池進(jìn)行確認(rèn)、及時(shí)更換。
(5)其他注意事項(xiàng)
①每次蓄電池組放電后應(yīng)及時(shí)充電;
②不要使蓄電池組被過電流或過電壓充電;
③蓄電池應(yīng)避免長期擱置不用,也不能長期浮充而不放電。
8.蓄電池的智能管理
蓄電池在正常情況下處于靜態(tài)存放、備用工作狀態(tài),為防止用戶在完全不知情的情況下,由于市電供電中斷而造成UPS在極短時(shí)間內(nèi)進(jìn)入“蓄電池電壓過低自動關(guān)機(jī)”的工作狀態(tài),從而停止向負(fù)載供電。這就要求維護(hù)人員不僅需要每日按照規(guī)定的時(shí)間段進(jìn)行現(xiàn)場巡視外,還需要將蓄電池管理納入U(xiǎn)PS監(jiān)控系統(tǒng),UPS實(shí)時(shí)對電池的狀態(tài)進(jìn)行檢測,并將電池的相關(guān)信息通過網(wǎng)絡(luò)傳送到值班室或控制室以便工作人員了解電池的狀態(tài),以保證電池的工作質(zhì)量。為了提高電池的使用壽命,減少維護(hù)工作,降低維護(hù)成本。應(yīng)建立良好的電池維護(hù)系統(tǒng),一定要具備:
(1)自動均/浮充轉(zhuǎn)換。即供電正常時(shí)對電池進(jìn)行均恒充電。電池放電后自動對電池進(jìn)行均恒充電,當(dāng)電池充滿后,自動轉(zhuǎn)為浮充電。
(2)充電限流。采取先恒流后恒壓的充電方式。充電初期,充電電流較大,UPS根據(jù)所配置的蓄電池電池容量,自動將充電電流限制在0.1~0.2C,對蓄電池進(jìn)行恒流充電,確保蓄電池充電時(shí)安全快速。當(dāng)蓄電池容量達(dá)到80%以后,UPS轉(zhuǎn)為浮充電壓對蓄電池進(jìn)行恒壓充電。
(3)后備時(shí)間顯示及低電壓報(bào)警。當(dāng)UPS由于各種原因切換到蓄電池供電時(shí),用戶需要及時(shí)地了解系統(tǒng)的后備時(shí)間,且采取相應(yīng)的措施。當(dāng)蓄電池電壓降到低限時(shí),報(bào)警通知用戶,然后自動關(guān)機(jī)以防止蓄電池深度放電。
(4)溫度補(bǔ)償。環(huán)境溫度變化時(shí),必須對浮充電壓進(jìn)行校正,校正系數(shù)為18mV/℃(標(biāo)稱12V的電池)。為簡單計(jì),可以分級校正。
電池靜置時(shí),溫度太高,電池的自放電加劇。電池使用條件推薦為20℃~25℃,溫度太低,電池放電容量降低,充電接受能力下降。溫度太高,反應(yīng)加劇,導(dǎo)致失水,極板腐蝕加劇。電池的充電電壓通過溫度補(bǔ)償來改變,溫度高時(shí),充電電壓降低,使電池處于最佳浮充狀態(tài)。
因此,保證電池服務(wù)最佳方案是將環(huán)境溫度控制在20℃~25℃,控制放電次數(shù)、放電深度、放電和充電電流以及定時(shí)充放電的周期。
9.結(jié)語
以上通過對閥控式密封鉛酸蓄電池在UPS供電系統(tǒng)中的作用、工作原理、配置維護(hù)等方面進(jìn)行進(jìn)行全面分析,并結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn),提出一些行之有效的方法,幫助用戶提高蓄電池維護(hù)管理水平,更加明確了蓄電池在保障UPS供電系統(tǒng)安全運(yùn)行中的重要作用。
儲能電池及器件是太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)不可缺少的存儲能電能的部件,其主要功能是存儲光伏發(fā)電系統(tǒng)的電能,并在日照量不足,夜間以及應(yīng)急狀態(tài)下為負(fù)載供電。常用的儲能電池有鉛酸蓄電池、堿性蓄電池、鋰電池、超級電容,它們分別應(yīng)用于不同場合或者產(chǎn)品中。目前應(yīng)用最廣是鉛酸蓄電池,從19世紀(jì)50年代開發(fā)出來至今,已經(jīng)有160余年的歷史,目前衍生出很多種類,如富液鉛酸電池、閥控密封鉛酸電池、膠體電池,鉛碳電池等。
一、工作原理及基本結(jié)構(gòu)
鉛酸電池是用鉛和二氧化鉛作為電池負(fù)極和正極活性物質(zhì),以稀硫酸為電解質(zhì)的化學(xué)儲能裝置,具有電能轉(zhuǎn)換效率高、循環(huán)壽命長、端電壓高、安全性強(qiáng)、性價(jià)比高、安裝維護(hù)簡單等特點(diǎn),目前是各類儲能、應(yīng)急供電、啟動裝置中首選的化學(xué)電源。鉛酸電池的主要構(gòu)成包括:
1.極板:正負(fù)極板均是以特殊的合金板柵涂敷上活性物質(zhì)所得,極板在充放電時(shí)存儲和釋放能量,確保電池的容量和性能可靠。
2.隔板:是置放于電池正負(fù)極中間的一個(gè)隔離介質(zhì),防止電池正負(fù)極直接接觸而短路的裝置,不同類型的鉛酸電池隔板材質(zhì)不同,閥控類電池主要以AGM、PE、PVC為主。
3.電解液:鉛酸電池的電解液是用蒸餾水配制的稀硫酸,電解液在充放電時(shí)起到在正負(fù)極間傳輸離子的作用,因而電解液必須要沒有雜質(zhì)。
4.容器(電池殼蓋):電池包覆的容器,電解液和極板均在容器內(nèi),主要起支撐作用,同時(shí)防止內(nèi)部物質(zhì)外溢,外部物質(zhì)進(jìn)入內(nèi)部結(jié)構(gòu)污染電池。
二、種類及優(yōu)勢
鉛酸電池的工作原理就是通過電化學(xué)反應(yīng),電能和化學(xué)能之間相互轉(zhuǎn)化,電極主要由鉛及其氧化物制成,電解液是硫酸溶液的一種蓄電池。英語:Lead-acidbattery。
放電狀態(tài)下,正極主要成分為二氧化鉛,負(fù)極主要成分為鉛。
充電狀態(tài)下,正負(fù)極的主要成分均為硫酸鉛。
鉛酸蓄電池種類較多,應(yīng)用在光伏儲能系統(tǒng)中,比較多的有三種,富液型鉛酸蓄電池、閥控式密封鉛酸蓄電池、鉛碳蓄電池等等。
2.1 富液型鉛酸蓄電池
鉛酸電池的電解液中的硫酸直接參與電池充放電反應(yīng)過程,傳統(tǒng)鉛酸電池中,電池槽內(nèi)除去極板、隔板及其他固體組裝部件的剩余空間完全充滿硫酸電解液,電解液處于富余過量狀態(tài),故被稱為“富液式”電池,電池極板完全浸泡在硫酸電解液中。富液式蓄電池頂部有一個(gè)能夠通氣而又能夠阻擋液體濺出的蓋子,在使用過程中由于水分的蒸發(fā)和分解損失,需要定期將蓋子打開補(bǔ)加蒸餾水及調(diào)整電解液密度,所以習(xí)慣上被稱為“開口式”蓄電池。
富液型鉛酸蓄電池特點(diǎn)是價(jià)格便宜,壽命長,缺點(diǎn)是需要經(jīng)常維護(hù)。
2.2 閥控式密封鉛酸蓄電池
閥控式密封鉛酸蓄電池,又稱免維護(hù)電池,分為AGM密封鉛蓄電池和GEL膠體密封鉛蓄電池兩種。
AGM型電池使用純的硫酸水溶液作電解液,大部分存在于玻璃纖維膜之中,同時(shí)極板內(nèi)部吸有一部分電解液外。AGM式密封鉛蓄電池電解液量少,極板的厚度較厚,活性物質(zhì)利用率低于開口式電池,因而電池的放電容量比開口式電池要低10%左右。
AGM密封鉛蓄電池與當(dāng)今的膠體密封電池相比,其放電容量要小一些。與富液型相同規(guī)格蓄電池相比,價(jià)格較高,具有以下優(yōu)點(diǎn):
(1)循環(huán)充電能力比鉛鈣蓄電池高3倍,具有更長的使用壽命。
(2)在整個(gè)使用壽命周期內(nèi)具有更高的電容量穩(wěn)定性。
(3)低溫性能更可靠。
(4)降低事故風(fēng)險(xiǎn),減少環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)(由于酸液100%密封裝)。
(5)維護(hù)很簡單,減少深度放電。
膠體密封鉛蓄電池(即GEL型電池),膠體鉛酸蓄電池是對液態(tài)電解質(zhì)的普通鉛酸蓄電池的改進(jìn),用膠體電解液代換了硫酸電解液,在安全性、蓄電量、放電性能和使用壽命等方面較普通電池有所改善。其電解液是由硅溶膠和硫酸配成的,硫酸溶液的濃度比AGM式電池要低,電解液的量比AGM式電池要多,跟富液式電池相當(dāng)。這種電解質(zhì)以膠體狀態(tài)存在,充滿在隔膜中及正負(fù)極之間,硫酸電解液由凝膠包圍著,不會流出電池。
膠體密封鉛蓄電池其優(yōu)點(diǎn)如下:
(1)漏酸機(jī)率小。GEL型膠體電池是電解質(zhì)凝膠后沒有游離電液,因而漏酸的機(jī)率比AGM型電池小得多。
(2)失水少。因其灌注量比稀硫酸多,失水少,所以膠體電池不會因失水造成失效。
(3)有效延長電池壽命。膠體的灌入增加了隔板的強(qiáng)度,保護(hù)了極板,彌補(bǔ)了隔板遇酸收縮的缺陷,使裝配壓力不明顯降低是其具有延長電池壽命的原因之一。
(4)膠體鉛酸蓄電池抗過充能力強(qiáng)。
(5)嚴(yán)重放電情況下的恢復(fù)能力強(qiáng)。膠體填充了隔板與極板之間的空隙,降低了電池的內(nèi)阻,充電接受能力可因此而改善。
所以膠體電池的過放電,恢復(fù)能力和低溫充放性能都比AGM型電池優(yōu)越。
(6)體鉛酸蓄電池的自放電性能好,在同樣的硫酸純度和水質(zhì)情況下,蓄電池的存放時(shí)間可以延長2倍以上。
(7)膠體鉛酸蓄電池在嚴(yán)重缺電的情況下,抗硫化性能很明顯。
(8)膠體鉛酸蓄電池后期放電性能好。
2.3 鉛碳電池
鉛炭電池是一種電容型鉛酸電池,是從傳統(tǒng)的鉛酸電池演進(jìn)出來的技術(shù),它是在鉛酸電池的負(fù)極中加入了活性炭,能夠顯著提高鉛酸電池的壽命。
鉛碳電池是一種新型的超級電池,并結(jié)合了鉛酸電池和超級電容器兩者的優(yōu)勢:
(1)既發(fā)揮了超級電容瞬間大容量充電的優(yōu)點(diǎn),也發(fā)揮了鉛酸電池的比能量優(yōu)勢,且擁有非常好的充放電性能。
(2)電池壽命延長。由于加了碳(石墨烯),阻止了負(fù)極硫酸鹽化現(xiàn)象,改善了過去電池失效的一個(gè)因素,延長了電池壽命。
(3)度電成本下降。鉛炭電池的度電成本可低至0.5元/kWh,在規(guī)?;a(chǎn)的基礎(chǔ)上,鉛炭電池甚至有望將度電成本降至0.4元以下。
鉛炭電池是鉛酸蓄電池領(lǐng)域最先進(jìn)的技術(shù),也是國際新能源儲能行業(yè)的發(fā)展重點(diǎn),具有非常廣闊的應(yīng)用前景。廣泛應(yīng)用于光伏電站儲能、風(fēng)電儲能和電網(wǎng)調(diào)峰等儲能領(lǐng)域。
經(jīng)過多年的精耕細(xì)作,古瑞瓦特公司儲能產(chǎn)品線多樣化,包含了SPF系列家用離網(wǎng)控制逆變一體機(jī),SP系列戶用并網(wǎng)儲能控制器,HPS系列商用光伏離并網(wǎng)儲能機(jī),PCS系列雙向儲能變流器。古瑞瓦特公司的儲能產(chǎn)品涵蓋了家用,商用,微網(wǎng)等多種應(yīng)用。這些產(chǎn)品兼容各種鉛酸蓄電池和鋰電池,并集成鉛酸蓄電池充放電管理和保護(hù)功能。
做產(chǎn)品首先做好人品,童叟無欺,是做產(chǎn)品的本質(zhì)。
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