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浮充电压
浮充电压的稳定需要运行一定的时间,通常需要3~6个月才能达到一个稳定的状态。这和新需要一段时间的磨合期是一个道理。
在蓄电池组实际运行时,充电机并不是对每个电池单独控制充电的,而是控制整组电池的充电电压。如要求单体浮充电压为2.25V/2V单体(对应12V电池为13.50V)时,对通信电源的24节电池组,则整组电池电压设为:24×2.25=54V;对UPS电源240节电池组,则整组电池电压设为:240×2.25=540V。这时,问题就产生了——由于新电池生产过程中材料、工艺等非一致性,导致了单体电池性能参数的非一致性,每个单体电池并没有按理想设定的浮充电压(2.25V/2V单体)在充电!单只电池实际充电电压通常在2.20~2.30V/2V单体(对于12V电池为13.2~13.8V)之间,整组电池浮充电压初期表现出较大的离散性。这种状态只有当电池经过一段时间的浮充运行后,即各电池由于内部的状态逐渐趋于稳定后才会明显改善。
浮充运行电压趋势
对于新投入适用的蓄电池,建议再蓄电池浮充稳定运行3~6个月后,再将整组电池的浮充电压的一致性和偏差纳入BMS的监控管理。3~6个月内的浮充电压由于其不稳定性,其偏差和一致性状态不建议作为电池健康状态的告警值。系统配套的BMS系统建议初期对于浮充电压一致性的相关告警设置先关闭。当然,已经正常运行超过6个月的电池组则不存在这个问题。
如果客户对于初期浮充电压表现出的较大离散型存在担忧,不确信电池组是否有隐患,建议对电池组做性能测试,以性能测试结果来判定电池组健康状态。毕竟客户购买蓄电池的需求是满足备电,而不是一些看起来很复杂的参数表征。
当然,蓄电池系统在安装后通常推荐做均衡充电再投入浮充使用。均衡充电后转入浮充比一直进行浮充的浮充电压一致性提升更快,可以有效缩短浮充电压趋于稳定的磨合周期。
相关的蓄电池运行规范也对此有明确的说明,以引导客户正确的使用浮充电压指导蓄电池维护工作。
二、内阻
1.内阻的构成
电池内阻包括了欧姆内阻和电化学电阻,含有一定的电容和电感,如图2所示。
图2电池的内阻等效电路模型
欧姆内阻又包括了极柱、汇流排、板栅以及板栅与活性物间的电阻。电化学内阻包括了涂膏、电解质和隔膜的电阻,并联的极板与它们之间的介电物质构成电容Xc。
由于电池的内阻与它本身容量有一定的联系,可以利用这个参数来预测电池的性能。两者之间并非严格的线性关系。目前可以准确测量出电池的内阻,这个参数并不能直接用来指示电池的容量。它只能是在电池性能已严重退化到将影响整个系统正常使用时,做为一个警告指示。
2.电池老和电池内阻的关联
电池内阻变化可以一定程度指示电池老化程度。固定型铅酸蓄电池电池寿命通常是指25℃条件下浮充使用寿命,或者按规定的放电深度循环放电次数。电池老化过程是非常缓慢的,并伴随这板栅的腐蚀、活性物软化,电解液干凅等。电池老化过程也标志电池内阻的增加和容量的降低,当电池实际容量低于额定容量的80%以下时,其老化速度将迅速增加,电池将不能可靠使用,即电池寿命终止,如图3所示。
图3蓄电池内阻与电池寿命的关
实际应用中,蓄电池内阻比初期值高出50%以上时候,则电池容量大约会降低到60~80%左右。这个规律的相关性比较强。但在低于80%之前变化时,相关性较差,如图4所示。
图4电池内阻与剩余容量相关性
3.内阻的影响因数
?电池老化程度
随着电池老化,蓄电池内阻增加。比如随栅板和汇流排的腐蚀,金属导电回路变化,使电池内阻增大。
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