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    湯淺鉛酸蓄電池的四個充電工作狀態

    鉛酸蓄電池的四個充電工作狀態
    鉛酸蓄電池的四個充電工作狀態
    ①鉛酸湯淺蓄電池的涓充電
         在鉛酸蓄電池的涓充電期間(T0~T1),鉛酸蓄電池的充電電流取的比較小,一般取C/100(ITC),涓電流充電一直持續到鉛酸蓄電池的充電到達了它的預先設定的閾值電壓(UCHGENB)。采用涓充電的目的是為了避免對有損壞的鉛酸蓄電池的連續大電流充電而產生的不利影響,需注意的是,根據充電器電路加電后電池電壓的情況,可以跳過涓充電的充電狀態。在一些應用場合下,對鉛酸蓄電池的充電可以不采用涓充電工作狀態,對UC3909可以通過將引腳CHGENB接至引腳VLOGLC的方法來去掉鉛酸蓄電池的涓充電工作狀態。
    ②鉛酸蓄電池的大電流充電工作狀態
         如圖4所示的(T1~T2)時間段,如果鉛酸蓄電池的電壓高于一個給定的閾值電壓,這時充電器電路可以為蓄電池以一個恒定的大電流充電,直至充電至鉛酸湯淺蓄電池的電壓達到它的最大過充電電壓的95%以上。
    蓄電池放電(容量)試驗是一項繁重的工作,但又是非常必要的,因此廣大蓄電池維護人員一直致力于探索一種輕松而又安全的蓄電池放電(容量)試驗方法。內阻計、電導儀等充其量只能作為蓄電池某種參數的在線測量儀,在一定條件及某種程度上可以定性地、大致地判斷電池的性能,但是容易受各種因數*。要準確地、定量地知道電池的性能,最好還是將電池進行放電。
        很早以前就有人提出在線放電(容量)試驗的概念--人為關閉市電,讓電池組對實際系統放電,在放電過程中用人工測量記錄電池的端電壓,當某一單體達到或接近截止電壓時,恢復市電,以此了解電池的容量及發現落后單體。這種方法不用將電池脫離系統,而且放電過程中電能全部加以利用,節能而且沒有散熱問題,但考慮到安全方面存在問題,很少有人在實際中加以運用,因為如果將電池電能放光后,剛好市電中斷,通信系統將因無后備電源而癱瘓,即使只放電30%~40%,一旦在放電過程中市電中斷,也將明顯地人為減短電池供電時間,更何況在不了解電池容量的情況下,放電30%~40%也不是很容易控制的。如果將上面所述的在線放電(容量)試驗方法加以改進,將在線放電時間縮短至10分鐘以內,那么就不用過多顧及一旦市電中斷電池供電時間縮短這方面的問題,但前提是在這么短的時間內必須能得到各單體電池的剩余容量,否則就談不上在線容量試驗。
        綜觀目前國內湯淺蓄電池維護儀表市場,只有臺灣INNET公司推出的蓄電池容量監測設備BCSU-60N系列能夠滿足這種要求。蓄電池容量監測設備BCSU-60N系列,能夠在線監測、記錄并存儲整組及各單體電池浮充及充放電期間的電壓、電流、溫度等參數;所有參數均能以方格圖、曲線圖及數據表格顯示;當電池電壓差超過一定值時,將會發出需均衡充電的信號,當蓄電池電壓及溫度異常時,將發出告警;其最大專利及特點是:只要監測電池組在線放電5分鐘即能知道每個電池的剩余容量,并找出最小落后單體;此外,測試完成后還會自動生成測試報告,大大減輕蓄電池維護的工作量。
    2000年10月中國電信總局電源維護支援中心派人對該儀表在全國選定六?。ê颖?、山東、江蘇、安徽、湖北、廣西)進行了試驗考察,效果反映非常好,目前有許多省市通信系統都在使用該設備,例如電信系統有上海、福建、江西、河北、內蒙、武漢等省市;移動系統有福建、江西、四川、陜西、深圳等省市;聯通系統有福建、江西、河北、內蒙、寧波等省市。
        蓄電池容量監測設備BCSU-60N系列不僅達到蓄電池容量試驗的目的,而且大大減輕蓄電池維護的工作量,為傳統的湯淺蓄電池維護方法帶來一次革命性的轉變。 
    鉛酸蓄電池的四個充電工作狀態

    1.傳統的電池監控方式  
      長期以來,湯淺蓄電池的維護單位都是以人工維護,最常見的是以下幾種方式:1.1.核對性放電這種方法是最準確知道蓄電池容量的方法。具體的操作是將浮充狀態的電池組脫離負載,然后以電池標稱容量的0.1C的速度放電(即100Ah的電池以10A的放電速度放電),并記錄電池到達規定的終止電壓的時間以確定電池的實際容量。這種方法最大的優點是準確,但缺點也顯而易見:這種方法需人工操作,有一定的危險性;需要脫離負載操作,所以放電過程中如果發生停電,系統就沒有后備電源的保障;這種方法其實測試的電池組里面最差電池單體的容量,其他電池單體的容量仍然沒有掌握的;另外對電池容量本身也有一定的損害,所以不能頻繁的對電池進行核對性放電,一般的用電單位進行這種測試的頻率是一年1-2次,而電池劣化的過程經常是在幾周內發生的,這樣在兩次測試間隔時期電池的狀態仍然是未知的,事故隱患仍然存在?! ?/span>
      1.2.在線或者人工監測電池電壓  
      這是長期以來監測電池狀態最常用的方法。但從下圖可以看出,在浮充狀態下,容量不同的電池的浮充電壓幾乎是一致的,通過放電測試可以看到容量異常的電池很快就會下降到截止電壓,從而說明通過這種方法來判斷電池的容量是無效的?! ?/span>
      1.3.人工測量電池內阻  
      這種方法通常與方法2共同使用來判別電池好壞。即維護人員利用內阻儀手工測試電池單體的內阻。到目前為止,雖然大量的文獻指出湯淺蓄電池的內阻和容量狀態并沒有一個明確的數學對應關系,但業界里公認內阻的變化是和容量的變化相關的。在圖2里面黃色趨勢線顯示蓄電池的內阻在10月到11月期間因為各種原因急劇上升,因此可以判斷出蓄電池的狀態已經嚴重劣化,經過對電池的放電證實的確是電池已經失效?! ?/span>
      但這種方法的缺點也顯而易見:不能實時在線監測電池的狀態;花費的時間長,人力成本高;有些電池組由于空間的限制,并不便于人工操作;每次測試由于人員和儀器的不同數據會有較大的差異。這種測試方法也不再適應現在的電池監控系統的需求,取而代之的是在線式的內阻監控方式。下面我們就這種監控方式作詳細的介紹?! ?/span>
      2.在線電池內阻監控方式  
      從系統架構來看這種監控方式分為集中式和分布式?! ?/span>
      2.1集中式在線電池內阻監控系統  
      集中式監控系統是指將一組甚至多組湯淺蓄電池連接到同一臺設備上進行測試,圖3是集中式監控系統的一個例子?! ?/span>
      集中式監控系統測試電池內阻大都采用交流注入法,即在設備內部產生一個一定頻率和幅度的交流(基本是正弦)信號注入到蓄電池兩端,然后通過探測并檢出蓄電池兩端同頻率的電壓波動即可確定電池的內阻。交流注入法也是大部分手持內阻儀檢測內阻的方法。交流注入法不需要從電池中取電,從而不會對電池本身的容量和壽命有影響。但交流注入法對電池注入的電流一般不能太大(1A以下)以避免對動力環境系統產生*,這么小的電流引起的電池電壓的波動是非常難以精確測試的,很容易受到動力環境系統中的噪聲的*,特別是在UPS系統里電池兩端存在大量的諧波*,如何濾除這些*是非常有挑戰性的一項工作。就目前的集中式設備測試內阻的結果來看精度大都不太理想,距離分布式的采集模塊還是有差距的。集中式設備由于要采集多個電池單體的參數,這樣就需要從設備引出大量的連接線,而且由于電池擺放的位置不同,這些連接線的長度和走線都不一致,從而使得集中式監控系統的施工和維護都較為麻煩?! ?/span>
      雖然集中式的監控方式有種種弊端,但由于其成本較低,所以在一些對內阻精度要求不高的場合還是有相當的市場。生產集中式設備的廠家包括艾默生,杭州高特以及一些較小的廠商?! ?/span>
      2.2分布式在線電池內阻監控系統  
      相對集中式監控方式,分布式系統的電池參數采集模塊和蓄電池一一對應,采集模塊通過導軌或者雙面膠固定于電池表面,由于每一個電池單體配置一個傳感器,因此連接線短,這樣使得現場施工布線非常簡單?! ?/span>
      在分布式監控系統中,電池參數采集模塊將采集到的數據通過串行總線上報給現場主機,再由現場主機上報給中心服務器,用戶通過客戶端訪問服務器即可查看湯淺蓄電池運行的狀態參數。

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