中文名 | VRLA蓄電池 | 外文名 | Valve Regulated Lead Acid Battery |
---|---|---|---|
誕生時期 | 20世紀(jì)70年代 | 特????點 | 全密封的,不會漏酸 |
理論容量也稱計算容量由電池極板所含活性物質(zhì)的量決定。鉛酸蓄電池的電化當(dāng)量對于Pb,4價為0.517Ah/g,2價為0.259Ah/g;對于PbO2,4價為0.488Ah/g,2價為0.224Ah/g;根據(jù)電化當(dāng)量與活性物質(zhì)的量計算出來的容量叫蓄電池的理論容量。 實際容量是指蓄電池放電時所測得的容量,取決于活性物質(zhì)的量及利用率。活性物質(zhì)與鉛板相關(guān),但并不等同于鉛重量。利用率與蓄電池極板的結(jié)構(gòu)型式、放電電流的大小、溫度、終止電壓、原材料質(zhì)量及制造工藝、技術(shù)和使用方法有關(guān),而且是變化的。當(dāng)今,已知單塊極板最大容量為100Ah/2V。 額定容量又稱標(biāo)稱容量,即在制造廠規(guī)定的條件下,蓄電池能放出的最低工作容量,例如,97Ah電池標(biāo)稱100Ah,有些廠家的電池則是在使用幾個循環(huán)之后,實際容量達(dá)到或超出標(biāo)稱容量。
3.1 容量與溫度 當(dāng)蓄電池放電工作溫度不是基準(zhǔn)溫度25℃時,則實際容量應(yīng)按公式(2)換算成25℃時的容量。即測試環(huán)境溫度不是25℃時,容量需校正。 Ce=Ct/[1+KT(T-25℃)] (2) 式中:Ct為實測容量,Ce為25℃實際容量(看作標(biāo)稱容量),KT為溫度系數(shù),T為實際溫度。 對于10h率放電,KT=0.006/℃;3h率放電,KT=0.008/℃,1h率放電,KT=0.01/℃. 3.2 容量與極板重量 VRLA電池所用鉛板與汽車電池基本材料相近,重量、外型稍有差異,例如12V/100AhVRLA電池與同一廠家制造的汽車電池極板,僅在外型與重量上有差別,后者稍微小些,這是因為汽車電池極板稍薄,但標(biāo)稱容量均一致。 3.3 容量與使用壽命 相同容量的VRLA電池可有不同的設(shè)計使用壽命,這主要取決于板極的制造、重量及閥的密封方式,即使是同一廠家的電池由于閥的密封方式不同,極板制造大小不同,可以有6年、10年、20年設(shè)計壽命的差異。一般,20年壽命電池的極板重量應(yīng)是10年壽命極板的兩倍左右,這也可以從法拉弟電化學(xué)定律得到解釋。200Ah電池的重量應(yīng)是100Ah電池的兩倍左右,各個廠家相同容量VRLA電池,重量相近。 此外,實際使用壽命與設(shè)計使用壽命有很大差別,這主要取決于VRLA電池中水的損失情況。在設(shè)計條件下使用可達(dá)到設(shè)計壽命,而當(dāng)外部條件如溫度、電壓、放電深度等變化超出設(shè)計要求時,實際使用壽命將會大大低于設(shè)計壽命,容量也會發(fā)生變化,趨于降低。 3.4 容量與電解液 VRLA電池的電解液是稀硫酸,其比重與傳統(tǒng)的開口滿液式電池有差異,為1.296~1.321(傳統(tǒng)電池電解液為1.185~1.220),此時約含40%的硫酸(重量比),體積比約為29%,冰點約為-70℃,而傳統(tǒng)電池電解液約在-25℃時結(jié)冰,故VRLA電池可用于較低溫度條件下,但用于低溫時實際容量要降低,可根據(jù)廠方提供的容量-溫度曲線求出。 另外,還有堿性電解液閥控電池及膠體酸性閥控電池。膠體(Gel)電池(如DEKASolar)在低溫條件下使用更好,據(jù)廠方資料,南極考察時,-56℃以下溫度,電池仍可使用(一般電池可能早已凍裂)。 現(xiàn)在一些VRLA電池已經(jīng)用于汽車上,這是因為維護(hù)簡單,且冰點更低,在嚴(yán)寒條件下,汽車起動打火可以方便一些。
通常電源設(shè)備的容量用kVA或kW來表示。然而,作為電源的VRLA電池,選用安時(Ah)表示其容量則更為準(zhǔn)確。蓄電池容量定義為:
理論上,t可以趨于無窮,但實際上,當(dāng)電池放電低于終止電壓時仍繼續(xù)放電,這可能損壞電池,故t值有限制。電池行業(yè)中,以小時(h)表示電池的可持續(xù)放電時間,常見的有:C240、C20、C10、C8、C3,C1等標(biāo)稱容量值。小電池的標(biāo)稱容量以毫安時(mAh)計,大電池的標(biāo)稱容量則以安時(Ah)、千安時(kAh)計等。電信工業(yè)常取C10、C8等標(biāo)稱容量值。例如,常見的Deka電池12AVR100
牽引蓄電池和啟動蓄電池的區(qū)別是什么?牽引蓄電池是怎么用的
標(biāo)準(zhǔn)上有區(qū)別的,總體來說: 電動車蓄電池是驅(qū)動電力,雖然組數(shù)多,輸出電流小,所以可以反復(fù)使用 汽車蓄電池啟動電流大,啟動后就休息了,發(fā)動機負(fù)責(zé)驅(qū)動,而且可以在行駛過程中由發(fā)動機通過發(fā)電機充電,所以不需...
蓄電池:也叫電瓶,蓄電池是電池的一種,它的工作原理就是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。 它用填滿海綿狀鉛的鉛板作負(fù)極,填滿二氧化鉛的鉛板作正極,并用22~28%的稀作電解質(zhì)。在充電時,電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,放...
要想給筆記本提供備用電源,首先要了解筆記本電池的電壓和功率,然后再配蓄電池。UPS(Uninterruptible Power System ),即不間斷電源,是一種含有儲能裝置,以逆變器為主要組成部...
因為VRLA電池是全密封的,不會漏酸,而且在充放電時不會象老式鉛酸蓄電池那樣會有酸霧放出來而腐蝕設(shè)備,污染環(huán)境,所以從結(jié)構(gòu)特性上人們把VRLA電池又叫做密閉(封)鉛酸蓄電池。為了區(qū)分,把老式鉛酸蓄電池叫做開口鉛酸蓄電池。由于VRLA電池從結(jié)構(gòu)上來看,它不但是全密封的,而且還有一個可以控制電池內(nèi)部氣體壓力的閥,所以VRLA鉛酸蓄電池的全稱便成了“閥控式密閉鉛酸蓄電池”。
關(guān)鍵詞:VRLA蓄電池 安裝 監(jiān)測
VRLA電池由于其密封及吸液式結(jié)構(gòu),造成對電池容量及性能監(jiān)測的困難,與傳統(tǒng)開口式電池相比,它不能看到液面及極板,也不能嗅到酸味,更不能測量比重及內(nèi)壓等,而電池失效或電池容量降低主要是因為脫水及極板硫化造成的,僅靠外部測量VRLA電池開路電壓又不能作為判定電池容量[下降至標(biāo)稱容量的80%的電池,則判定其為失效]的充分依據(jù)。 (1)在線電導(dǎo)測試 在美國、德國、英國等國家對VRLA電池一般采用電導(dǎo)技術(shù)檢測其容量,這種方法無需放電,也不用檢查VRLA電池內(nèi)部。例如美國Midtronics公司的專利電導(dǎo)儀就屬于在線測量方式。 其原理是對一組VRLA電池兩端加一低頻率交流測量信號電壓,通過電池的信號電流與信號電壓的比值即為電導(dǎo)(僅考慮導(dǎo)納的實部值)單位為姆歐(或西門子),反映了此時電池在線時的傳導(dǎo)電流能力。為此在安裝時應(yīng)建立電導(dǎo)值測量曲線檔案,這樣在周期檢測時,如發(fā)現(xiàn)此時電導(dǎo)值低于80%初始測量值,則電池容量已低于80%標(biāo)稱容量,具體操作方式可見相關(guān)產(chǎn)品說明書。 (2)假負(fù)載放電 如同測量傳統(tǒng)開口式電池的容量一樣,假負(fù)載放電測試也是目前仍較實用的一種方式。 當(dāng)備用電池有兩組時,可選一組退出系統(tǒng),再用假負(fù)載對其作放電試驗,這可以100%地實際檢測VRLA電池的容量,需要注意的是有的廠家規(guī)定的某電池的放電終止電壓是1.75V/單體,而有的廠家規(guī)定的是1.80V/單體。 一般在放電開始時,有一個從端電勢到閉路電壓的陡降(例如從2.20V降至2.05V左右,以后在2.0~1.8V電壓之間為一直線,而在放電至終止電壓后,電池端電壓會急降趨于0V,顯陡降跳水曲線)。 根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn),對電池以10小時率放電,測得出C10標(biāo)稱容量值Ce,放電電流為0.1IC10A。若以3小時率放電,則放電電流應(yīng)為0.25IC10A,即容量為75%Ce;若以1小時率放電,則放電電流應(yīng)為0.55IC10A,即容量為55%Ce。 (3)目測方法 檢查外觀是否有電池外殼膨脹、凹陷、連接條打火變色,電纜頭及連接螺絲變色等,有無酸霧逸出及其它異味,觸摸電纜過熱,外殼過熱等。 另外,也可用電壓表檢測,組與組之間的電壓是否一致,組內(nèi)各個電池電壓是否一致(一般電池容量下降是因為內(nèi)阻增大,內(nèi)阻大的電池電壓也較高),以及電池電壓是否低于12V(如充電電池斷開浮充電源后仍有個別電池電壓低于12V以下,則可能已經(jīng)損壞)。 還可以打開閥蓋(一般禁止打開,但電池有嚴(yán)重疑問者可迅速打開閥蓋再行關(guān)閉,關(guān)閉時注意旋緊),檢查極板是否硫化,以及是否吸液玻璃纖維內(nèi)部已干涸等。
在實際運行中,VRLA蓄電池對環(huán)境溫度的要求比較高,VRLA蓄電池的最佳環(huán)境運行溫度為20-25℃。如果使用環(huán)境溫度過高,使VRLA蓄電池在充電過程中產(chǎn)生的熱量無法及時擴散到空氣中去,加速了電解液的損失,同時也容易通過殼體損失水分,導(dǎo)致電解液的比重升高加速了正極板柵的腐蝕,最終導(dǎo)致VRLA蓄電池未達(dá)到電池的設(shè)計壽命而提前失效。
為避免VRLA蓄電池提前失效,應(yīng)對VRLA蓄電池加以嚴(yán)格的維護(hù),嚴(yán)格根據(jù)生產(chǎn)廠家提供的相關(guān)設(shè)置參數(shù)對開關(guān)電源進(jìn)行設(shè)定。平時應(yīng)經(jīng)常根據(jù)蓄電池及充電設(shè)備的運行情況及時調(diào)整浮充電壓,使浮充電壓符合VRLA蓄電池的要求,避免電壓過高,造成對電池的過充引起水分的損失;同時防止電壓過低,造成VRLA蓄電池的欠充,引起電池極板的硫酸鹽化,使電池的容量大大降低。先進(jìn)的運行設(shè)備具有溫度補償功能,可以根據(jù)運行環(huán)境自動調(diào)整運行參數(shù)。
為了及時了解VRLA蓄電池的狀態(tài),定期對VRLA蓄電池的容量進(jìn)行檢測,準(zhǔn)確掌握VRLA蓄電池容量的實際狀況,以便及時采取相應(yīng)的維護(hù)措施。定期對電池進(jìn)行維護(hù),使VRLA蓄電池經(jīng)常處于良好的運行狀態(tài)。對于VRLA蓄電池只有按生產(chǎn)廠家的要求進(jìn)行嚴(yán)格的操作時,才會使得VRLA蓄電池壽命真正接近其設(shè)計壽命,否則,電池的壽命比普通電池更短。
6.1 配套程控交換機電池安裝容量 C8&C08等1000門程控交換機常見負(fù)載電流為4A~8A/48V(已考慮電話同時使用率約60%)。 通常選配二組100Ah/48V電池,每組可以支持24h左右,兩組可支持48h左右。 6.2 電池配套UPS容量計算 蓄電池的最大放電電流可由下式得出: I=[Pcosφ]/[Eiη]=P/Ei (3) 式中:P為UPS標(biāo)稱功率,cosφ為功率因數(shù)取0.8,η為效率取0.8,Ei為電池放電終止電壓。 也有一經(jīng)驗公式如下: 如UPS容量為30kVA,cosφ取0.8,則功率為24kW,若需放電2h,則總能耗為48kWh,而輸入電壓通常已由UPS決定,設(shè)為220V,那么應(yīng)配備電池容量為: 48000Wh/220V≈210Ah 而在選用電池時,其放電Ah數(shù)對應(yīng)于對UPS的時間要求,在考慮到電池的內(nèi)部損耗后,Ah數(shù)要 選稍大一些。 如果電池是作電動車等設(shè)備的電源使用,則要根據(jù)放電深度對電池容量進(jìn)行選擇(一般VRLA電池閥的開關(guān)壽命及水的損失率已不成問題,可以不予考慮),如德克電池容量100~4200Ah在25%的深度放電工作時可達(dá)3000次循環(huán)壽命,在50%的深度放電工作時達(dá)1500次循環(huán)壽命,當(dāng)對循環(huán)次數(shù)要求高時,則可使放電深度下降。例如,電池容量選大一倍,則同型號工作設(shè)備的電池循環(huán)工作次數(shù)可以增大一倍(通過三年實測,德克電池80%深度放電可達(dá)1200次循環(huán))。 6.3 電池地面承重力計算(經(jīng)驗公式) 設(shè)計安裝當(dāng)中,常要求機房的地面承載強度足以承受電池重量,地面荷載公式如下: 〔電池總重量(kg)/電池占地總面積(m2)〕×面積系數(shù)=承重力(kg/m2)(4) 式中電池總重量為廠家提供數(shù)據(jù),電池占地面積為實際安裝占地面積,面積系數(shù)≤0.6(因為電池房面積遠(yuǎn)大于實際電池占地面積,而且電池兩邊至少要留有0.5m以上的人行通道,供維護(hù)檢查使用,一般電池安裝深度在0.6m左右)。 此公式由廠方提出,長期使用至今未出現(xiàn)任何安全問題。 6.4 VRLA電池產(chǎn)生氣體計算 VRLA電池為全密封電池,通常情況下,安全可靠,但必須有通風(fēng)良好的環(huán)境,因為電化學(xué)反應(yīng),內(nèi)部產(chǎn)生氣體,一般復(fù)合率達(dá)98%以上,但仍有少量氣體不能復(fù)合,尤其在過充電情況下,問題更顯重要。 通常氣體由電解水產(chǎn)生,氣體逸出電池外部,造成水損失,氣體量由電池的失水量決定,10年壽命的電池其失水率每年是電解液中水的總重量的1%,20年壽命的電池失水率每年是電解液中水的總重量0.5%。 例如,100Ah/2V,DekaUnigyII電池,AVR85-23,電解液總重14.76kg,水重約10kg,20年失水10%約1kg,每年失水50g,相當(dāng)于約44.4g氧氣及5.5g多氫氣,或者說約1.4個摩爾的氧氣,約2.8個摩爾的氫氣,常溫常壓下1摩爾氣體為22.4升,因而推出每年該電池約釋放氣體90升左右。 假如運行條件惡劣,長期過充電,充電電壓升高,則產(chǎn)生氣體會增加。當(dāng)用AVR85-23,220V系統(tǒng)時,可串聯(lián)108個2V單體電池,釋放氣體量也增至100倍以上。由于氫氣的易爆性,通風(fēng)是必要的。 此外水損的另一途徑是水分子透過電池外殼擴散到電池外部空間。 6.5 電池剩余容量計算公式 VRLA電池的使用壽命與產(chǎn)品質(zhì)量、使用條件、環(huán)境與維護(hù)等多方面因素相關(guān),是一個隨機變量,其一般公式為; 式中:Q為新裝電池所測實際容量Ah(可能大于、等于或小于標(biāo)稱容量); Qt為經(jīng)過時間t后該蓄電池的容量Ah, λ為失效率,表示在蓄電池工作到時間t未失效,爾后單位時間發(fā)生失效的概率(λ<1)。 從電池的出廠實驗數(shù)據(jù),如已知t,則可以求電池失效概率,得出λ,t,進(jìn)而可推算Q值等。 6.6 電池的熱損耗 VRLA電池與任何能源一樣,其電能-化學(xué)能轉(zhuǎn)換效率不可能100%,充電時電能變成化學(xué)能貯存在電池內(nèi)部,放電時,化學(xué)能變成電能,主要消耗在外部電路。 根據(jù)電學(xué)公式,充電時,電池吸收能量為: W=UIt=EIt+I2R0t (6) 式中:U為充電電壓(V),I為充電電流(A),W為充電電能(Wh或kWh),R0為充電電池內(nèi)阻(Ω),E為充電電池電勢(V),t為充電時間(h)。 例如,DekaUnigyII系列電池,型號為AVR85-23,1000Ah/2V單體電池R0=0.33mΩ,充電電流=200A=0.2C10,充電電壓=2.30V,充電電池電勢=2.25V,則有 EIt=2.25V×200t=450t I2R0t=2002×0.33×10-3t=13.2t 另外考慮到放電過程的損耗,總的電池內(nèi)部損耗應(yīng)為6%左右。 考慮到其它化學(xué)損耗,電阻的變化等因素,故各種電池的效率并不相同,一般認(rèn)為可達(dá)90%~93%。 6.7 選用配套電池容量 從電力合閘的要求,選用配套電池容量(短路電流),有的廠家對VRLA電池直接給出短路電流值,如Deka電池也有廠家給出15s、5s放電電流值等,但一般均只有5、10、15、30分鐘及以上放電數(shù)據(jù)。 已知合閘沖擊電流Ich,有一選用配套電池容量Cb的經(jīng)驗公式為: Cb=KIch (7) 式中:K為選用配套電池系數(shù),取0.2。 至于合閘電源的電壓為110V或220V等,則可選電池串聯(lián)達(dá)到所要求的電源電壓等級。例如0.5s沖擊電流167A,選電池為容量33.4Ah,靠上一檔整數(shù)為40Ah。 6.8 對直流48V、110V、220V、380V電源的電池個數(shù)選擇 對48V系統(tǒng)2V單體取24只 6V單體取8只 12V單體取4只 對110V系統(tǒng)2V單體取54只(或53只) 6V單體取18只 12V單體取9只 對220V系統(tǒng)2V單體取108只(或106只) 6V單體取36只 12V單體取18只 對380V系統(tǒng)2V單體取180只 6V單體取60只 12V單體取30只 一般而言,需考慮具體直流負(fù)載的工作電壓水平,通常取2V單體連成直流系統(tǒng)較好,易于配置調(diào)整所需直流電壓,但2V系統(tǒng)串聯(lián)太多,如出現(xiàn)個別電池極性接反,不易從總體直流電壓查出安裝錯誤。 6.9 電解液密度對容量的影響 VRLA電池的電勢大小與蓄電池極板上活性物質(zhì)的電化性質(zhì)和電解液的密度有關(guān),與極板的大小無關(guān)。計算電勢E的公式為: E=0.85+d (8) 式中:d為蓄電池極板微孔中即隔膜中的電解液密度 充電后為:E=0.85+1.30=2.15V 放電后為:E=0.85+1.15=2.00V(水的密度為1.00g/cm3) 應(yīng)該注意,E為電池電動勢即電池開路端電壓,這與電池的閉路電壓是兩個概念。當(dāng)電池內(nèi)部發(fā)生故障,內(nèi)阻增大,盡管此時電勢仍高達(dá)2V以上,但電池容量已經(jīng)不夠了,故測量開路端電壓很難判定電池是否完好。 6.10 電池內(nèi)阻R0的測量 VRLA電池內(nèi)阻是一個變量,它與極板,電解液有關(guān),而極板在充電過程中不停變化,電解液也不斷變化(H2OH2SO4),當(dāng)電池充滿電時,電池內(nèi)阻最小,隨著放電過程的延續(xù),電解液變成水,而兩極金屬鉛板變成硫酸鹽,均顯電阻增大狀態(tài),放電終止時,電阻急劇增大,以致外部無壓降,電壓全部降落在內(nèi)阻上。 通常標(biāo)稱電阻為出廠時充滿電后測試之內(nèi)阻,隨著電池的使用年限增加,實際內(nèi)阻會有變化,一般趨于增大。 實際內(nèi)阻R0計算公式為: R0=(E-U)/I (9) 式中:U為電池短路電壓,I為短路電流。 根據(jù)實際測量值與出廠值比較,可以判定電池的好壞。
4.1 對充電器的要求 傳統(tǒng)電池充電選用一般整流電源即可,而VRLA電池與傳統(tǒng)電池相比,最苛刻的要求在于對充電器的選擇上。VRLA電池的充電器一般選擇技術(shù)上成熟的高頻開關(guān)電源,如華為公司、中興公司等均有該系列產(chǎn)品,其技術(shù)性能如下: 交流輸入:380V±20%,45~66Hz三相五線制或220V±20%,45~66Hz單相三線制 直流輸出:額定電壓-48V(-43.2V~57.6V) 穩(wěn)壓精度<±0.5% 紋波系數(shù)<2.5% 限流、恒壓充電可調(diào)0.2C10~0.1C10 帶溫度補償按48V蓄電池組溫度變化72~80mV/℃調(diào)整 均充轉(zhuǎn)浮充可調(diào)整設(shè)定(48V系統(tǒng)電池組) 保護(hù)功能輸入欠壓保護(hù),整定值304V 輸入過壓保護(hù),整定值456V 直流輸出過壓保護(hù) 直流輸出欠壓保護(hù)(可設(shè)定) 整流模塊過熱保護(hù) 三遙功能、智能化接口到遠(yuǎn)方控制中心 環(huán)境的溫度-20℃~45℃ 濕度適應(yīng)為40%~90% 海拔高度在3000m以下 可連接電池組數(shù)(至少2組以上) 4.2 VRLA電池的安裝 (1)VRLA電池連接至充電器(電信使用一般為兩組電池,當(dāng)交流斷電時,一組放電,一組備用),兩組連線在按廠家要求配線選截面后,連接長度應(yīng)一致,且盡可能短,減少壓降與能耗; (2)保險、斷路器一般應(yīng)安裝在電池負(fù)極與負(fù)載之間; (3)不應(yīng)在一組電池中混聯(lián)不同型號或不同廠家的電池,以免引起電池組浮充不正常,導(dǎo)致電池?fù)p壞。高于220V系統(tǒng)一般選用12V單體電池串聯(lián),同容量型號電池并聯(lián)一般不超過4組; (4)盡管VRLA電池是吸液式設(shè)計,可安放任何位置,但最好按照廠方圖紙,臥式設(shè)計的應(yīng)臥式安裝,立式設(shè)計的應(yīng)立式安裝,這有助于電池安全使用; (5)VRLA電池一般應(yīng)安裝于室內(nèi),有空調(diào)通風(fēng)裝置,溫度在25℃左右,濕度在40%~90%之間,通風(fēng)必不可少。在高山機站霧大、濕度大,海拔高的地方,也可裝在室外(電池柜內(nèi))。在地震頻繁地區(qū),則考慮選用安裝抗震結(jié)構(gòu)的電池。在低溫地區(qū)常年使用,則容量選擇應(yīng)大幾號,考慮到抗凍裂問題,最好選用膠體電池。
本文涉及電池安裝、承重計算、VRLA電池、VRLA電池發(fā)生氣體計算、UPS選用電池計算、VRLA電池對充電器的要求、VRLA電池的放電容量檢測方法等許多實用經(jīng)驗公式,已被長期實踐證明是有效的、可行的,本文所有數(shù)據(jù)均有出處,可供相關(guān)行業(yè)設(shè)計、安裝運行人員參考。
格式:pdf
大?。?span id="hwbkdjk" class="single-tag-height">345KB
頁數(shù): 未知
評分: 4.7
太陽能(風(fēng)能)用VRLA蓄電池
密封鉛酸蓄電池簡介
閥控式密封鉛酸蓄電池就是VRLA電池。它誕生于20世紀(jì)70年代,到1975年 時,在一些發(fā)達(dá)國家已經(jīng)形成了相當(dāng)?shù)纳a(chǎn)規(guī)模,很快就形成了產(chǎn)業(yè)化并大量投放市場。這種電池雖然也是鉛酸蓄電池,但是它與原來的鉛酸蓄電池相比具有很多優(yōu)點,而倍受用戶歡迎,特別是讓那些需要將電池配套設(shè)備安裝在一起(或一個工作間)的用戶青睞,例如UPS、電信設(shè)備、移動通信設(shè)備、計算機、摩托車等。這是因為VRLA電池是全密封的,不會漏酸,而且在充放電時不會象老式鉛酸蓄電池那樣會有酸霧放出來而腐蝕設(shè)備,污染環(huán)境,所以從結(jié)構(gòu)特性上人們把VRLA電池又叫做密閉(封)鉛酸蓄電池。為了區(qū)分,把老式鉛酸蓄電池叫做開口鉛酸蓄電池。由于VRLA電池從結(jié)構(gòu)上來看,它不但是全密封的,而且還有一個可以控制電池內(nèi)部氣體壓力的閥,所以VRLA鉛酸蓄電池的全稱便成了"閥控式密閉鉛酸蓄電池"。
蓄電池是UPS的儲能裝置。市電正常供電時,它依靠充電電路將市電提供的電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存起來;市電中斷供電時,它將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能釋放出來維持UPS不間斷供電。
UPS所選用的蓄電池要注意標(biāo)機或后備時間較短必須具有在短時間內(nèi)能輸出大電流的特性。目前,常用的蓄電池有3種,這3種都屬于鉛酸蓄電池,其型號為HS(涂漿式高效鉛電池)、CS(覆蓋式鉛電池)和M(密封鉛酸電池),而密封鉛酸蓄電池是最常用的。密封鉛酸蓄電池的電解液基本恒定,無損耗。這是因為密封鉛酸蓄電池采用了先進(jìn)的陰極吸收式密封技術(shù)。這一技術(shù)的采用,可把補加蒸餾水的間隔時間延長到5年以上,為了保證密封電池安全、可靠的工作,要求給蓄電池充電時的充電電流不得超過電池允許的最大充電電流值。目前UPS的充電器均采用分級恒流恒壓充電方式,即在充電初期采用恒流充電,其充電電流限制在規(guī)定值或電池額定容量十分之一的電流值。充電一定時間后,改為恒壓充電,即浮充電。
電量計算
大多數(shù)使用VRLA的場合都需要在放電過程中得知剩余電量信息,此信息可能用百分比或剩余工作時間等方式表示。在蓄電池電量耗盡前需要完成某些操作,關(guān)停設(shè)備或啟動其它發(fā)電設(shè)備。完全充電后的VRLA的放電剩余電量與電池的劣化程度有關(guān),還與放電的電源大小、溫度相關(guān),尤其是在高倍率下。
與SOC相關(guān)的研究主要集中在電動汽車(EV-Electrical Vehicle)的"油料表"(Gauge),它必 須準(zhǔn)確指示剩余電量,以便及時充電,而EV的變電流使用方式和剎車電量回授的影響使得SOC的計算更為復(fù)雜。
SOC計算方法有以下幾種。
(1) 電壓-電量對應(yīng)
世界最大的電池電量儀表制造商CURTIS公司的產(chǎn)品,部分使用電壓-電量對應(yīng)方法。
(2) 安時積分法
針對電動汽車的電池使用特點,研究了計算補償系數(shù)的電量計量方法。
(3)Peukert定律
一種計算在不同電流和溫度下放電容量的方法,其系數(shù)的確定較為困難。對于劣化到一定程度的電池,該定律是否仍然有效,還沒有相關(guān)證實。
(4) 阻抗分析
Kenneth Bundy等人進(jìn)行了通過阻抗譜數(shù)據(jù)的分析預(yù)測鎳氫(Ni/MH)電池的SOC,獲得了最大誤差為7%的預(yù)測效果;Alvin J.Salkind等采用模糊邏輯算法,分析3個不同頻點的阻抗虛部預(yù)測Li/SO2和Ni/MH電池的SOC亦獲得5%的準(zhǔn)確度。
(5) 復(fù)合技術(shù)
部分研究是采用以上幾種方法的復(fù)合。
由于備用方式與循環(huán)深度放電使用方式存在本質(zhì)的區(qū)別,如何計算備用方式的SOC受劣化程度的影響仍是難題。