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蓄電池經(jīng)常過量充電，即使充電電流不大，但電解液長時間“沸騰”，除了活性物質表面的細小顆粒易于脫落外，還會使柵架過分氧化，造成活性物質與柵架松散剝離。
一、UPS蓄電池維護的必要性
眾所周知，風帆蓄電池是UPS電源系統(tǒng)的重要組成部分，是整個UPS系統(tǒng)的支柱，沒有配置電池的UPS電源也只能成為穩(wěn)壓穩(wěn)頻電源。UPS電源之所以能提供不間斷電力是由于蓄電池提供化學電能的緣故，在市電異常情況下，逆變器將蓄電池的化學能變成交流電能輸送出去，促使負載設備得以持續(xù)正常工作。
目前，免維護密封鉛酸風帆蓄電池廣泛應用于中小型的UPS電源系統(tǒng)中，占據(jù)UPS不間斷電源總成本的1/4-1/2之多，大量實踐數(shù)據(jù)表明約有50%以上的UPS不間斷電源故障與UPS蓄電池有關。UPS蓄電池的失效主要表現(xiàn)為端電壓不夠，容量不足或瞬間放電電流不滿足帶載啟動要求等原因。一般正常使用的UPS，其電池壽命在5年左右，但目前國內(nèi)有相當一部分UPS電池在投入使用不到1年就開始出現(xiàn)問題，其原因在于部分進口品牌的國產(chǎn)電池在制造工藝上存在先天的缺陷，另一方面是由于后天缺乏必要維護造成。
值得注意的是許多用戶由于缺乏必要的測試維護手段，不了解整個UPS電源系統(tǒng)的蓄電池健康狀況，為UPS系統(tǒng)正常工作留下許多隱患。用了五年的電池，是否一定不能用？用了半年的電池是否一定能用？UPS供應商提供的電池是否一定是好的？十幾節(jié)串聯(lián)的電池，只要一節(jié)過早損壞，如不及時發(fā)現(xiàn)處理，隨著時間的推移也會導致其他電池跟著報廢。許多UPS電源出故障，最先處理掉的是昂貴的電池，原因是電池電壓由于種種原因首先降低，而維護人沒有相應檢測手段。昂貴花費而建立的后備電源系統(tǒng)，由于電池的狀態(tài)不確定性，造成系統(tǒng)癱瘓、重要數(shù)據(jù)丟失而導致巨大的損失。
二、傳統(tǒng)的UPS蓄電池測試維護手段
一般UPS電源對電池的要求：滿足一定的端電壓；風帆蓄電池應具有在啟動放電瞬間就能輸出大電流的特性；滿足一定的容量，以保證逆變供電的時間。
1、用萬用表測量電池的端電壓
實踐證明，用萬用表測量UPS風帆蓄電池的浮充端電壓是無法判定舊電池是否已經(jīng)失效。所以一般要離線或在線測量電池的端電壓，被測電池的端電壓為12V左右（對12V電池而言），最低不能低于10.5V。不足10.5V的電池即為欠壓或已經(jīng)失效的電池。若這種電池在經(jīng)過充電或激活充電后端電壓仍達不到12V，即為失效電池。
2、測試UPS電池是否具有啟動瞬間輸出大電流的特性
后備式UPS不間斷電源由市電供電向逆變供電的切換時間要求小于7ms,一般設計為4-5ms左右。這就是說，一旦市電供電中斷，UPS電池必須在小于4-5ms時間內(nèi)輸出負載所需的電流。有些失效的電池能夠滿足端電壓和容量的要求，但不能在少于4-5ms內(nèi)放電電流達到大電流的要求，也是不合格電池。UPS電池瞬間輸出大電流的特性只有在關閉市電才能測試，在不知道電池性能情況下有一定的風險，一般是不進行的。
3、判別UPS電源風帆蓄電池的容量
傳統(tǒng)判別UPS電源蓄電池容量的方法與判別一般蓄電池的方法一樣，將整組蓄電池組脫離通信電源系統(tǒng)并上電阻絲，以八或十小時率恒流放電，然后以最先到達放電終止電壓的某一單體蓄電池的放電時間與電流，來推算其容量。
風帆蓄電池廠家提供的歐姆讀數(shù)
經(jīng)越來越的客戶請求或者要求蓄電池廠家提供歐姆參考值。但廠家提供的數(shù)據(jù)往往是有問題的。它不精確的，甚至有時候誤導客戶。
蓄電池制造廠家采集的歐姆數(shù)據(jù)會有兩大用處：
（1）生產(chǎn)中的落后電池鑒別——這是一種合理而且有用的技術，它能夠幫助電池生產(chǎn)商篩選出問題電池。然而，如果電池生產(chǎn)商將放電測試作為電池生產(chǎn)工藝的一部分的話，那么測試歐姆數(shù)據(jù)就沒必要了，因為放電測試便會鑒別出落后電池。如果電池生產(chǎn)過程中沒有進行放電測試的話，那么發(fā)貨前的歐姆測量將會很重要。這些讀數(shù)是電池在開路的狀態(tài)下測得，一般來說，偏移均值50％的電池應該進行進一步的放電測試評估。
（2）作為客戶使用基準讀數(shù)。工廠提供的歐姆數(shù)據(jù)的有用性是很值得懷疑的，可以說對電池用戶沒有太大意義。為使測試數(shù)據(jù)有價值，電池數(shù)據(jù)的采集必須在浮充狀態(tài)下進行。因為大多數(shù)的生產(chǎn)商在生產(chǎn)過程中，并沒有使電池在浮充狀態(tài)下持續(xù)足夠長的時間，長時間的浮充是蓄電池性能穩(wěn)定必須經(jīng)歷的一個過程。這有在這個階段結束后，測得的數(shù)據(jù)才有意義。
另外如果蓄電池制造廠給出的內(nèi)阻值是使用生產(chǎn)商ABC內(nèi)阻儀測得的，而客戶的維護技工所使用的內(nèi)阻值卻來自XYZ生產(chǎn)商的內(nèi)阻儀，那么生產(chǎn)商給出的數(shù)據(jù)對于客戶來說就沒有意義。由于業(yè)界可得到許多種測試儀器，因此蓄電池制造商使用每種儀器都測一遍內(nèi)阻是不現(xiàn)實的。如果蓄電池廠給出的是阻抗讀數(shù)，而蓄電池用戶使用的是電導和內(nèi)阻讀數(shù)，情況會更加糟糕。
甚至在某些極端的情況下，盡管蓄電池廠和客戶都使用的是由同一設備所測量的蓄電池內(nèi)阻讀數(shù)，蓄電池廠的內(nèi)阻讀數(shù)有時候卻與用戶測得的內(nèi)阻值有很大的差異，不能作為判斷電池長期趨勢的基準值，這是因為這些電池在裝運，儲存和前幾個月的浮充使用中內(nèi)阻值會發(fā)生變化。
目前風帆蓄電池是新能源電動車的核心部件 (業(yè)內(nèi)稱之為電池PACK)，它們通過繁復的串、并聯(lián)或混聯(lián)來保證車輛運行控制所需要的電壓和容量。一個電池PACK中安裝有幾十只風帆電池，其動力線和通訊二次線的連接工作量相當大，且因車輛長期運行，很容易造成螺栓松動、導線磨損疲勞損壞而引發(fā)各種故障。新能源汽車在動力電源環(huán)節(jié)的安全性、經(jīng)濟性以及維護方便性已成為其在全球范圍內(nèi)大規(guī)模推廣的主要障礙，業(yè)內(nèi)對具有更高性價比的動力電源成套技術產(chǎn)品需求的呼聲漸高。
追日電氣電源系統(tǒng)事業(yè)部市場總監(jiān)李恒杰告訴記者，追日電氣于2012年底開發(fā)出全球首款發(fā)明專利產(chǎn)品――多功能柔性連接電池PACK，改變了傳統(tǒng)電池PACK與電池管理系統(tǒng) (BMS)之間的線束連線方式，采用彈針柔性扣蓋式連接，及集成概念的“三明治”夾心結構。其內(nèi)部將動力和通訊強、弱電隔離設計，使電池包動力大電流與電池管理系統(tǒng)采樣小電流分離，有效避免了相互間的電磁干擾，并首次采用PCB電路板用于PACK內(nèi)電池單元的數(shù)據(jù)采集。與現(xiàn)有技術相比，該產(chǎn)品電池信號檢測方式可靠，在電磁干擾和信號檢測故障抑制方面都有顯著的提升。
由于該產(chǎn)品運用了先進的預裝式理念，從而大幅降低了電池箱成組生產(chǎn)過程中的人工接線復查工作量，可實現(xiàn)電池組生產(chǎn)的流水線作業(yè)和標準化生產(chǎn)，對各種車型都有優(yōu)良的適應性。在東風汽車公司配套電池廠現(xiàn)場試驗顯示，該新型電池PACK 可以提高電池成組環(huán)節(jié)生產(chǎn)效率10倍以上，電池維護和更換效率提高5倍以上，大幅度節(jié)省了生產(chǎn)成本，縮短了因為檢修維護而花費的時間，從而可極大節(jié)約新能源電動車社會推廣應用的成本。
該款多功能柔性連接電池PACK已于今年2月通過國家級動力電池檢驗檢測中心的連續(xù)可靠性測試。今年5月，在亞洲最大的汽車試車場――東風襄陽試車場，該新款電池PACK通過了整車功能性驗證和可靠性驗證：當時車輛以每小時50公里的速度通過大量減速帶路面(俗稱“搓板路”)，車輛的垂直加速度達5G以上，在大大超出正常測試條件的情況下，其通電和通訊完全正常。
從5月至今，該產(chǎn)品在東風氣電混合動力汽車上運行里程達20萬公里，依然穩(wěn)定可靠。6月下旬，全國汽車標準化技術委員會電動車輛分技術委員會幾十名專家來到追日電氣生產(chǎn)基地對多功能柔性連接電池PACK進行現(xiàn)場考察，對其先進性和應用前景給予了高度評價。
電池幾乎成為了所有用電設備的‘軟肋’?！泵绹屏_拉多州立大學化學家Amy Prieto說。
為此，她成立了一家專門研制電能存儲設備的公司。該公司將推出一款比現(xiàn)有鋰離子VISION蓄電池更安全、更廉價、充電更快并且對環(huán)境更為友好的新型電池——發(fā)泡銅電池。
目前市面上的電池存在售價高、易發(fā)熱、壽命短且制造過程會污染環(huán)境等一系列缺點。但在Amy Prieto看來，其中有兩個缺點最為重要：能量密度低和功率密度低。
她解釋說，前者指傳統(tǒng)電池在現(xiàn)有體積的前提下，很難保證智能手機擁有兩天以上的續(xù)航時間；后者則指電池充電時間長達數(shù)小時，而不是幾分鐘。
VISION蓄電池團隊通過重新設計一系列電池組件，如銅銻化物負極和聚合物電解質材料等來解決上述問題。其中，最為重要的設計是，該團隊利用一種發(fā)泡金屬——發(fā)泡銅來充當電池負極上的集流體（即將負責電池活性物質產(chǎn)生的電流匯集起來以便形成較大的電流對外輸出的部件）。
VISION蓄電池，相比平面電極，發(fā)泡銅材料因具有較大的表面積，可以顯著提升電池的能量密度和功率密度。
“而且這種器件還比較容易制造?！盇my Prieto介紹，他們先在發(fā)泡銅材料上鍍上由銅銻化物材料制成的負極。然后，將負極放置到特定溶液中，讓固體電解質在電化學聚合反應的作用下，沉積到負極上面。最后，研究人員用一張鋁網(wǎng)作為電池陽極，制作成電池。
VISION蓄電池估計這種電池的制造成本僅為傳統(tǒng)鋰離子電池成本的一半。同時，在擁有同樣的電量的前提下，其體積僅為傳統(tǒng)電池的三分之二，且充電時間縮短為五到十分之一，壽命卻增加了十倍。
更為重要的是，這種新型風帆電池還具有更為安全和環(huán)保的特性。首先，固體電解質的自燃風險要比液體電解質小得多。另外，在整個制造過程中，該團隊選擇水而不是其他化學物質來作為基本反應物?！爸拔艺J為這是不可能的，但至少目前來看，用水的效果很好?！盇my Prieto說。
目前，風帆蓄電池已經(jīng)成功在一塊銅板上制造了VISION蓄電池的二維模型，正在開展三維電池模型試驗。“一年之后，電池原型即會面世，屆時，我們將請第三方機構對其進行測試?！盇my Prieto說，“此后，我們還將開展小規(guī)模的市場測試?！?br>蓄電池(Storage Battery)是將化學能直接轉化成電能的一種裝置，是按可再充電設計的電池，通過可逆的化學反應實現(xiàn)再充電，通常是指鉛酸蓄電池，它是電池中的一種，屬于二次電池。它的工作原理：充電時利用外部的電能使內(nèi)部活性物質再生，把電能儲存為化學能，需要放電時再次把化學能轉換為電能輸出，比如生活中常用的手機電池等。
根據(jù)國際標準和我國行業(yè)標準,介紹UPS鉛酸蓄電池容量計算和選擇方法。詳細解讀我國傳統(tǒng)的安時(Ah)容量法和國際流行的恒功率法(恒電流法)計算公式。闡述主要的設計考慮,并給出設計實例。這些方法和設計考慮也適用于直流供電系統(tǒng)的蓄電池容量的確定。
UPS是用于數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)等關鍵負載的不間斷電源系統(tǒng)。正常情況下,UPS以市電為輸入能源,一般經(jīng)整流-逆變兩次變換和調(diào)節(jié),為關鍵負載提供穩(wěn)定可靠高質量的交流電源;市電停時,UPS由蓄電池取得輸入能源,經(jīng)逆變器將直流電變換為穩(wěn)定可靠高質量的交流電,不間斷地供給關鍵負載。因此,UPS有兩個重要功能:在市電正常時,UPS可以改善市電質量,濾除市電的各種*;市電停電時,UPS通過蓄電池-逆變器產(chǎn)生高質量的交流電,可以不間斷地為關鍵負載供電。蓄電池是確保UPS不間斷供電的關鍵設備。
正確計算和選擇蓄電池容量是至關重要的。
如果圣陽蓄電池選擇不當,蓄電池供電時間將不能滿足工程要求,甚至會造成停電。必須指出,目前一些UPS工程中蓄電池的選擇不盡合理,往往忽略了一些重要的設計考慮。甚至有些UPS廠家配置的蓄電池的容量也不符合標準。因此,深入了解和掌握確定蓄電池容量的正確方法,確保工程質量,對于UPS工程設計和管理人員是非常必要的。
當前應用最多的UPS蓄電池是鉛酸蓄電池,包括閥控鉛酸(VRLA)蓄電池和排氣鉛酸(VLA)蓄電池。本文根據(jù)國際標準和我國通信行業(yè)標準,介紹UPS鉛酸蓄電池的容量確定方法。詳解我國傳統(tǒng)的安時(Ah)容量法和國際上流行的恒功率法(恒電流法)的計算公式,討論必要的設計考慮,并給出設計實例。供正規(guī)工程中蓄電池容量確定和核對蓄電池配置容量時參考。這些方法和設計考慮也適用于直流供電系統(tǒng)的蓄電池容量的確定。
1 安時(Ah)容量法
蓄電池容量的傳統(tǒng)計算方法是以負載電流和放電時間的乘積(Ah容量)為基礎,并考慮安全系數(shù)(老化系數(shù))、放電容量系數(shù)、放電溫度系數(shù),計算出需要的10h率安時(Ah)容量。據(jù)此按照10h率容量選擇蓄電池。
1.1 基本計算公式
根據(jù)YD/T5040-2005《通信電源設備安裝工程設計規(guī)范》,蓄電池組容量按下式計算
(1)
式中, Q ——蓄電池容量(Ah);
K ——安全系數(shù);
I ——負載電流(A);
T ——放電小時數(shù)(h);
t ——蓄電池最低環(huán)境溫度(℃);
η ——放電容量系數(shù);
α ——蓄電池放電溫度系數(shù)。
1.2 公式解讀和設計考慮
1.2.1 安全系數(shù)(老化系數(shù)) K
當鉛酸蓄電池的可用容量下降到額定容量的80%時,即為壽命終止。因此,當鉛酸蓄電池的實際容量下降到其額定容量的80%時,就應更換。為保證蓄電池在整個壽命期內(nèi)均能滿足計算負載的要求,蓄電池的計算容量至少應增加25%的富裕量,使蓄電池在壽命終止時仍有足夠的容量供給負載。蓄電池的額定容量一般應至少為壽命終止時剩余容量(亦即負載容量)的125%。安全系數(shù) K 是考慮這種情況的系數(shù)( K 取值1.25)。
1.2.2 負載電流 I (恒定電流)
(1)將恒功率轉換為恒電流
計算公式(1)中負載電流 I 規(guī)定為恒定電流。
但是,UPS的逆變器和直流通信負載均為恒功率負載。蓄電池電壓在放電時是不斷下降的,恒功率負載的輸入電流將隨著蓄電池電壓的下降而增大。如果恒功率負載距蓄電池較遠,由于電纜上的壓降,使恒功率負載輸入電壓變得更低,因而輸入電流更大。所以應考慮電纜壓降的影響。
為了按照式(1)計算蓄電池的容量,必須將負載的恒功率轉換為恒電流。一般可以先求出蓄電池放電周期的平均電壓 U 平均 ,再根據(jù)負載有功功率P 求出平均電流 I 平均 。即
(2)
蓄電池放電平均電壓的確定方法有以下3種:
①計算平均電壓 U 平均
根據(jù)單體浮充電壓和終止電壓, U 平均 為
(3)
式中, U 浮充 ——單體電池浮充電壓;
U 終止 ——單體電池終止電壓;
n——電池只數(shù)。
(如果 U 浮充 =2.25V, U 終止 =1.67V,則 U 平均=1.96n)
②根據(jù)YD/T5040-2005《通信電源設備安裝工程設計規(guī)范》的規(guī)定
U 平均 =1.85n (4)
(取單體電池平均電壓為1.85V/只,以留有裕量)
③根據(jù)IEEE std 485-2010建議,采用保守估算方法,將終止電壓視為平均電壓
U 平均 = U 終止 ×n (5)
(按最低電壓,計算出最大電流,留有更大裕量)
如果將終止電壓視為平均電壓,不但設計裕量較大,而且平均電流的計算非常簡單。
例如,假設-48V直流系統(tǒng)(配置24只鉛酸蓄電池)的恒功率負載為10kW,單體放電終止電壓為1.75V/只(系統(tǒng)終止電壓1.75×24=42V),電纜壓降為2V,則平均放電電流 I 平均為
(2)蓄電池只數(shù)n和單體終止電壓 U 單終 的計算
蓄電池只數(shù)n等于逆變器系統(tǒng)最高輸入電壓除以單體電池的均充電壓。因為逆變器最高電壓出現(xiàn)在蓄電池均充時,而充電末期電流和壓降很小,所以可以不考慮電纜壓降的影響,按下式計算蓄電池的只數(shù)
(6)
蓄電池組最低電壓(放電終止電壓)等于逆變器系統(tǒng)允許的最低輸入電壓加上額定條件下的電纜壓降。單體電池最低電壓 U 單終 (單體放電終止電壓)等于蓄電池組最低電壓除以蓄電池只數(shù)n,按下式計算,單體電池最低電壓為
(7)
(3)蓄電池的平均放電電流 I 平均 (逆變器平均輸入電流)
蓄電池帶UPS逆變器時,蓄電池的平均放電電流 I 平均 等于逆變器平均輸入電流
(8)
式中, I 平均 ——蓄電池的平均放電電流(A)(即UPS逆變器的平均輸入電流);
P ——UPS輸入有功功率(kW);
S ——UPS輸出視在功率(kVA);
cosφ---UPS的負載功率因數(shù);
μ ——逆變器效率;
U 平均 ——逆變器平均輸入電壓(V),即蓄電池放電期間的平均電壓;
U 電纜壓降 ——逆變器與蓄電池之間的電纜壓降(V),逆變器距蓄電池很近時可以忽略。
1.2.3 蓄電池放電溫度系數(shù)α的概念
蓄電池的額定容量是以環(huán)境溫度為25℃時為基準的,當環(huán)境溫度高于25℃時,蓄電池的實際容量會比額定容量增大一些,故計算蓄電池容量時可以考慮適當減小一些(但如下文所述,實際計算時并不進行調(diào)整,以留有裕量),當環(huán)境溫度低于25℃時,蓄電池的實際容量會比額定容量低一些,計算蓄電池容量時應考慮適當增大一些。即將所需蓄電池容量提高到25℃時的容量。如果環(huán)境溫度恰好為25℃,則不進行調(diào)整。放電溫度系數(shù)α是根據(jù)溫度調(diào)整蓄電池計算容量的系數(shù),實際上是每偏離基準溫度(25℃)1℃的補償值(單位:1/℃)。α的取值與放電電流有關,放電電流(放電率)越大,溫度變化對蓄電池實際容量的影響越大,故α的取值越大。當放電小時≥10h,取α=0.006;當10>放電小時≥1h,取α=0.008;當放電小時<1h,取α=0.01。
1.2.4 蓄電池最低環(huán)境溫度 t
式(1)中的( t -25)是蓄電池環(huán)境溫度偏離基準溫度(25℃)的差值,與放電溫度系數(shù)α結合,調(diào)整蓄電池計算容量。需要說明的是,計算蓄電池容量時蓄電池環(huán)境溫度 t 只考慮低于25℃的情況,而且是指最低溫度,以便將蓄電池計算容量調(diào)高一些。一般有采暖設備時按15℃考慮,無采暖設備時按5℃考慮。環(huán)境溫度高于25℃時,不考慮將蓄電池計算容量調(diào)低,故按 t =25℃,即 t -25=0處理,由此產(chǎn)生的蓄電池容量的增大作為系統(tǒng)設計裕量的一部分。
1.2.5 放電容量系數(shù) η 的概念
蓄電池在不同的放電率放電時,所能放出的容量是不同的。根據(jù)YD/T799-2010,閥控鉛酸蓄電池10h率放電容量為 C 10 ,3h率放電容量 C 3 為
0.75 C 10 ,1h率放電容量 C 1 為0.55 C10 。故閥控鉛酸蓄電池10h率放電時的 η 為1,3h率和1h率放電時分別為0.75和0.55。即放電率較大時(放電小時數(shù)<10),能放出的能量較小。在計算蓄電池容量時,應考慮將蓄電池容量適當取得大一些。放電率較小時(放電小時數(shù)>10),能放出的能量較大,在計算蓄電池容量時,為了留有裕量,仍按10h率考慮。鉛酸蓄電池在各種放電率時的放電容量系數(shù)( η ),如表1所示。
1.2.6 蓄電池安時(Ah)容量 Q
Q 是計算得出的蓄電池安時(Ah)容量。因為經(jīng)放電容量系數(shù) η 調(diào)整,無論實際放電小時數(shù)多大,計算出的蓄電池容量均為10h率容量( C 10 )。故選擇蓄電池時應按10h率容量考慮。
1.2.7 放電時間 T (h)或放電小時數(shù) T
蓄電池放電時間 T 應以小時(h)為單位,一般根據(jù)通信局站及其市電的類別、備用發(fā)電機組配置等情況,按照設計規(guī)范確定。
1.3 安時(Ah)法計算實例
假設某UPS的輸出視在功率 S 為200kVA,負載功率因數(shù)cosφ=0.8,效率 μ =0.92,逆變器工作電壓范圍為320～451V,蓄電池的最低工作溫度為15℃。蓄電池均充電壓為2.35V/只,浮充電壓為2.25V/只。要求蓄電池放電20min(0.33h),不考慮蓄電池與UPS設備之間的電纜壓降,計算和選擇蓄電池。
1.3.1 蓄電池的安時(Ah)容量的計算
(1)單體電池只數(shù)n
按式(6)計算單體電池只數(shù)n
(2)單體電池放電終止電壓 U 單終
按式(7)計算單體電池放電終止電壓 U 單終 (假設忽略電纜壓降):
(3)蓄電池放電平均電壓 U 平均
按式(3)計算(假設浮充電壓為2.25V/只)
(也可以按式(4)或式(5)計算)
(4)蓄電池平均放電電流 I 平均 (將恒功率轉換為恒流)
按式(8)計算 I 平均 (假設忽略電纜壓降)
(5)計算蓄電池安時容量 Q
按式(1)計算蓄電池安時容量 Q :
(式中, K =1.25, I =462.14, T =0.33, η =0.48,α =0.01, t =15)
1.3.2 蓄電池的選擇
UPS蓄電池宜選擇UPS專用VRLA蓄電池,目前這種蓄電池容量一般在200Ah以下,此案例的安時容量較大,故需要多組并聯(lián)(一般不超過4組)。以下是的兩個選擇實例。
①查雙登集團有限公司的6-GFM-200/12V
閥控密封鉛酸蓄電池數(shù)據(jù)表可知,6-GFM-150的容量為150Ah( C 10 ),根據(jù)蓄電池計算安時容量為441.28Ah,因為441.28/150=2.94,故可以取3組并聯(lián),每組32只6-GFM-150電池(共包含192只單體電池)。
因150×3=450>441.28,所以有一定裕量。
②查山東圣陽電源股份有限公司產(chǎn)品參數(shù)可知,SP12-200/12V閥控鉛酸蓄電池10h率容量為186Ah。根據(jù)蓄電池計算安時容量為441.28Ah,因為441.28/186=2.37，故可以選這個蓄電池，3組并聯(lián)，每組32只SP12-200(共包括192只單體電池)。因186×3=558(Ah)>441.28Ah，所以有較大的裕量。
2恒功率法
2.1 概述
如前所述,UPS蓄電池的負載逆變器和通信設備等都是恒功率負載,蓄電池放電時,蓄電池的輸出電壓逐漸下降,而蓄電池的輸出電流逐漸增大。直到電壓下降到終止電壓時,電流達到最大值。但在整個放電過程中蓄電池的輸出功率是恒定的?？紤]到恒功率負載的這種情況,蓄電池廠家經(jīng)過試驗,提供了蓄電池恒功率放電數(shù)據(jù)表,給出每個單體電池放電到規(guī)定的終止電壓,在規(guī)定的放電時間內(nèi)所能放出的恒定功率。利用蓄電池恒功率放電數(shù)據(jù)表可以非常方便地選擇蓄電池容量,而且比較準確。
采用恒功率放電數(shù)據(jù)表選擇蓄電池容量時,首先要合理、準確地計算確定每個單體電池的負載功率、放電時間和放電終止電壓等數(shù)據(jù)。
2.2 確定蓄電池容量的設計考慮
2.2.1 電壓窗和單體電池只數(shù)的選擇
蓄電池的電壓窗是指蓄電池工作電壓范圍。蓄電池工作電壓范圍與UPS逆變器的輸入電壓范圍和蓄電池的只數(shù)有關。UPS逆變器的最高直流輸入電壓是整流器給蓄電池均衡充電的最高電壓。逆變器最低直流輸入電壓是蓄電池可以放電到的終止電壓(并減去電纜壓降),UPS逆變器應在此電壓范圍內(nèi)正常工作。在UPS逆變器輸入電壓范圍已確定的情況下,應選擇適當?shù)男铍姵刂粩?shù),使每只蓄電池可以在廠家規(guī)定的最高充電電壓下充電,而放電終止電壓在滿足逆變器允許最低輸入電壓要求的前提下應盡量選低,但又不低于廠家規(guī)定的最低終止電壓值,以便使蓄電池能得到有效的利用。蓄電池只數(shù)等于逆變器系統(tǒng)最高輸入電壓除以單體電池的均充電壓。需要說明的是,計算時可以不考慮電纜壓降,因為逆變器最高電壓出現(xiàn)在蓄電池均充時,充電末期電流和壓降很小。
蓄電池的內(nèi)阻跟荷電態(tài)的關系
蓄電池的荷電態(tài)SOC指的是電池可以放出的容量跟其額定容量的比。這一數(shù)據(jù)對郵電通信電源系統(tǒng)和正在使用的動力電池組十分重要。
對于傳統(tǒng)的干荷鉛蓄電池（如汽車干荷電池、摩托車干荷電池等）在使用一段時間后要補充蒸餾水，使稀硫酸電解液保持1.28g/ml左右的密度；對于免維護蓄電池，其使用直到壽命終止都不再需要添加蒸餾水。
它用填滿海綿狀鉛的鉛基板柵（又稱格子體）作負極，填滿二氧化鉛的鉛基板柵作正極，并用密度1.26--1.33g/mlg/ml的稀硫酸作電解質。電池在放電時，金屬鉛是負極，發(fā)生氧化反應，生成硫酸鉛；二氧化鉛是正極，發(fā)生還原反應，生成硫酸鉛。電池在用直流電充電時，兩極分別生成單質鉛和二氧化鉛。移去電源后，它又恢復到放電前的狀態(tài)，組成化學電池。鉛蓄電池能反復充電、放電，它的單體電壓是2V，電池是由一個或多個單體構成的電池組，簡稱蓄電池，最常見的是6V，其它還有2V、4V、8V、24V蓄電池。如汽車上用的蓄電池（俗稱電瓶）是6個鉛蓄電池串聯(lián)成12V的電池組。
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