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| 供貨周期 | 現(xiàn)貨 | 規(guī)格 | NP38-12 |
|---|---|---|---|
| 貨號 | 宇力達蓄電池 | 主要用途 | UPS電源,、直流屏、配電柜 |
產(chǎn)品分類品牌分類
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產(chǎn)品簡介
詳細介紹
南昌宇力達蓄電池NP38-12/12V38AH含稅 營銷中心
南昌宇力達蓄電池NP38-12/12V38AH含稅 營銷中心
目前,，閥控式鉛酸蓄電池在電力操作電源、通信電源中廣泛使用,，由于閥控式鉛酸蓄電池結構的特殊性,，在運行中可靠地檢測蓄電池的性能，并有針對性地對蓄電池進行維護變得困難但又很迫切,。從電源系統(tǒng)運行的高可靠性要求,，各類蓄電池監(jiān)測系統(tǒng)也在廣泛使用。但不同的測試模式對蓄電池的性能狀況反映也不一樣,，多年的研究和運用表明,，內阻檢測是目前zui為可靠的測試方式之一。而蓄電池的不同失效模式對內阻的反映情況也不一樣,，了解蓄電池的內阻和各種失效模式的關系,，合理地分析閥控式鉛酸蓄電池的內阻數(shù)據(jù)，有利于更好地對蓄電池進行檢測和維護,。近年來,，由于原材料的漲價，國內很多閥控式鉛酸蓄電池廠家采用了很多新的生產(chǎn)工藝,，由此帶來對新工藝蓄電池內阻數(shù)據(jù)分析也發(fā)生了新的變化,。合理地選擇此類蓄電池內阻數(shù)據(jù)基準，對判斷閥控式鉛酸蓄電池性能有很大的幫助,。合理地運用內阻數(shù)據(jù)維護蓄電池,，對延長蓄電池的使用壽命有很大的作用，為獲得zui大的安全效益和經(jīng)濟效益有著很重要的意義,。
2 常見的蓄電池失效模式
對于閥控式鉛酸蓄電池,，通常的性能變壞機制有：電池失水、極板群的腐蝕,、活性物質的脫落,、深放電引起的鈍化和深度放電后的恢復等等。幾種性能變壞的情況分述于下,。
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鉛酸蓄電池失水會導致電解液比重增高、導致電池正極柵板的腐蝕,，使電池的活性物質減少,，從而使電池的容量降低而失效。
閥控式鉛酸蓄電池充電后期,，正極釋放的氧氣與負極接觸,，發(fā)生反應，重新生成水,，即
O2 + 2Pb→2PbO
PbO + H2SO4→H2O +PbSO4
使負極由于氧氣的作用處于欠充電狀態(tài),，因而不產(chǎn)生氫氣。這種正極的氧氣被負極鉛吸收,，再進一步化合成水的過程,，即所謂陰極吸收。
在上述陰極吸收過程中,，由于產(chǎn)生的水在密封情況下不能溢出,，因此閥控式密封鉛酸蓄電池可免除補加水維護，這也是閥控式密封鉛酸蓄電池稱為免維電池的由來,。但當充電過程中,，充電電壓超過2.35V/單體時就有可能使氣體逸出。因為此時電池體內短時間產(chǎn)生了大量氣體來不及被負極吸收,，壓力超過某個值時,，便開始通過單向排氣閥排氣，排出的氣體雖然經(jīng)過濾酸墊濾掉了酸霧,，但畢竟使電池損失了氣體,，也等于失水，所以閥控式密封鉛酸蓄電池對充電電壓的要求是非常嚴格的,，不能過充電,。
⑵ 負極板硫酸化
電池負極柵板的主要活性物質是海棉狀鉛,，電池充電時負極柵板發(fā)生如下化學反應：
PbSO4 + 2e = Pb + SO4-
正極上發(fā)生氧化反應：
PbSO4 + 2H2O = PbO2 + 4H+ + SO4- + 2e
放電過程發(fā)生的化學反應是這一反應的逆反應,，當閥控式密封鉛酸蓄電池的荷電不足時,，在電池的正負極柵板上就有PbSO4存在，PbSO4長期存在會失去活性,，不能再參與化學反應,，這一現(xiàn)象稱為活性物質的硫酸化。為防止硫酸化的形成,，電池必須經(jīng)常保持在充足電的狀態(tài),，蓄電池不能過放。
?、恰≌龢O板腐蝕
由于電池失水,，造成電解液比重增高，過強的電解液酸性加劇正極板腐蝕,，防止極板腐蝕必須注意防止電池失水現(xiàn)象發(fā)生,。
⑷ 熱失控
熱失控是指蓄電池在恒壓充電時,，充電電流和電池溫度發(fā)生一種累積性的增強作用,，并逐步損壞蓄電池。造成熱失控的根本原因是浮充電壓過高,。
一般情況下,，浮充電壓定為(2.23 ~ 2.25)V/單體(25℃)比較合適。如果不按此浮充范圍工作,，而是采用2.35V/單體(25℃),，則連續(xù)充電4個月就可能出現(xiàn)熱失控;或者采用2.30V/單體(25℃)，連續(xù)充電(6 ~ 8)個月就可能出現(xiàn)熱失控;要是采用2.28V/單體(25℃),，則連續(xù)(12 ~ 18)個月就會出現(xiàn)嚴重的容量下降,，進而導致熱失控。熱失控的直接后果是蓄電池的外殼鼓包,、漏氣,，電池容量下降，zui后失效,。
3 閥控鉛酸蓄電池內阻模型研究
阻抗分析是電化學研究中的常用方法,，是電池性能研究和產(chǎn)品設計的必要手段[10]。
圖3-1是常用的鉛酸電池阻抗的等效電路,。
圖1 蓄電池阻抗等效電路
圖1中Lp,、Ln為正負極電感; Rt.p和Rt.n 是電極離子遷移電阻;Cdl.p、Cdl.n是極板雙電層電容; Zw.p,、Zw.n為Warburg阻抗,，是由離子在電解液和多孔電極中擴散速度決定的;RHF是前面提到的歐姆電阻。
文獻[4]研究中將Warburg阻抗表示為一個電阻和電容串聯(lián)組成的阻抗ZW,。
式中 λ——Warburg系數(shù),，表示反應物和生成物的擴散傳質特性;ω——角頻率
電池的阻抗包括歐姆電阻和正負極阻抗：
Zcell = Zp + Zn + RHF (2)
電池阻抗是一個復阻抗,，在其它條件不變的情況下，與測試頻率有關,。
通常情況的內阻是指某一固定頻率下的內阻值,，對于一般的VRLA蓄電池，多數(shù)采用低于100Hz的頻率,，在實際使用中常把復阻抗的模稱為內阻。
4 內阻在線測量方法
備用場合使用的VRLA電池一般容量很大,，在幾十Ah到數(shù)千Ah,，電池的內阻值很小。由于阻值低,，電池正負極輸出感應的電壓幅值很小,，要準確測量內阻有一定難度，尤其是在線測量時電池端存在充電紋波和負載變動時的動態(tài)變化,。常見的內阻測試方法簡述于下,。
⑴ 直流方法
直流方法是在電池組兩端接入放電負載,，根據(jù)在不同電流(I1,、I2)下的電壓變化(U1-U2)來計算內阻值，見圖2,。常采用式(3-3)計算
圖2 蓄電池放電電壓曲線
由于內阻值很小,，在一定電流下的電壓變化幅值相對較小，給準確測量帶來困難,，由于放電過程電壓的變化,，需要選擇穩(wěn)定區(qū)域計算電壓變化幅值。實際測量中,，直流方法所得數(shù)據(jù)的重復性較差,、準確度很難達到10%以上。
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交流方法相對直流法簡單,。
當使用受控電流時，ΔI = Imax Sin(2πft),產(chǎn)生的電壓響應為：
ΔV = Vmax Sin(2πft + φ) (4)
這種情況的阻抗均為：
(5)
即阻抗是與頻率有關的復阻抗,，其模為 |Z|= Vmax/Imax, 相角為φ,。
從理論上講，向電池饋入一個交流電流信號,，測量由此信號產(chǎn)生的電壓變化即可測得電池的內阻,。
R = Vav / Iav (6)
式中 Vav----檢測到交流信號的平均值;
Iav ---- 饋入交流信號的平均值
在實際使用中，由于饋入信號的幅值有限,，電池的內阻在μΩ或mΩ級,，因此,，產(chǎn)生的電壓變化幅值也在μ量級，信號容易受到干擾,。尤其是在線測量時,，受到的影響更大。采用基于數(shù)字濾波器的內阻測量技術和同步檢波方法可以克服外界干擾,，獲得比較穩(wěn)定的內阻數(shù)據(jù),。
5 對內阻值影響的因素
⑴ 不同測量方法對內阻值的影響
由于測量方法的不同,，蓄電池內阻數(shù)值有較大的差異,。因此，在研究內阻變化時需要在同一方法下進行測量,。
?、撇煌潆姞顟B(tài)對內阻值的影響
蓄電池處于不同的狀態(tài)，其內阻值也有很大的差異,。放電容量達到80%后,，內阻急劇上升。轉入充電后,，內阻很快恢復到正常數(shù)值,。
⑶不同失效模式對內阻值的影響
蓄電池的不同失效模式反映在內阻變化的幅值并不一樣,。
圖3 是不同劣化模式下的電池放電曲線,。與一般的腐蝕模式對比可以發(fā)現(xiàn)：同樣的歐姆內阻變化幅度，失水模式能提供的輸出容量比腐蝕模式要低,。
圖3 失水模式與板柵腐蝕的放電差異[61]
另外的電池劣化模式也從不同的角度影響電池的內阻,，除腐蝕和失水外，活性物質的不同結晶狀態(tài)也影響輸出容量和內阻,。
對處于正常浮充電壓一定時間后的電池,，可以認為是在*充電狀態(tài)。
溫度對電池內阻影響甚微,，低溫有些影響,。在運行條件較好的場合，可以不考慮溫度的影響,。
目前國內還沒有相關的標準對蓄電池內阻數(shù)據(jù)進行解釋說明,，只有IEEE Std 1188-1996中對內阻測量和數(shù)據(jù)分析作了簡單的說明。IEEE Std 1188-1996指出：內阻受包括物理連接,、電解液離子導電性和電極表面的活性物質的活性3方面因素的影響,。內阻值與所采用的儀器和測量方法有關，內阻的變化可以當作電池性能或者說容量變化的指示。明顯的內阻變化表明蓄電池有大的性能改變,，超過30%的變化即可認為明顯,，但這個變化幅度可能跟不同廠家的電池有關。
6 現(xiàn)場測量與數(shù)據(jù)分析
為了獲得可靠數(shù)據(jù),，我們對裝備有動力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)的五十組通訊電源的蓄電池進行了測試,，其中采用改進工藝的蓄電池有三十二組，投入運行的時間從2001年8月到2005年10月,，其余的蓄電池為1997年到2000年的老電池,，測試的蓄電池均為國產(chǎn)品牌且廣泛使用的型號。所測試的蓄電池生產(chǎn)廠家有三家,，本次測試的蓄電池均按重量區(qū)分蓄電池的工藝,，按廠家的說明書，近些年生產(chǎn)的蓄電池重量均明顯小于2001年前相同容量的蓄電池的重量,，故以重量作為區(qū)分蓄電池工藝的方法,。
內阻測試設備使用BM6500蓄電池監(jiān)測系統(tǒng)的增強型,，BM6500采用了交流法的內阻測試系統(tǒng),，增強型的內阻測試精度為2%。
現(xiàn)場測試的一組數(shù)據(jù)見表1,。
蓄電池型號：采用新工藝的GFMG1000AH,，投入運行日期2002年1月，內阻變化率的基準值為2003年5月的測試值,。
表1 蓄電池現(xiàn)場測試結果
電 池 號01020304 05 06 07 08
浮充電壓V2.3402.2912.2702.3502.3272.2362.2682.295
內 阻 0.254 2.2460.258 0.272 0.228 0.268 0.254 0.233
內阻變化%11.49.3 12.217.24.617.512.85.9
測試結果壞壞壞壞 好 壞壞好
電 池 號 09 10 11 12 13 14 15 16
浮充電壓V2.316 2.279 2.292 2.289 2.282 2.243 2.219 2.251
內 阻 0.264 0.255 0.243 0.292 0.234 0.235 0.256 0.264
內阻變化%15.88.56.525.97.37.315.3 15.7
測試結果壞壞好壞好 好 壞壞
電 池 號 17 18 19 20 21 22 23 24
浮充電壓V 2.250 2.260 2.248 2.280 2.250 2.220 2.332 2.254
內 阻 0.243 0.248 0. 242 0.249 0.262 0.286 0.242 0.276
內阻變化%10.09.7 5.24.712.9 25.47.121.1
測試結果壞壞好好壞壞好壞
浮充電壓zui大動態(tài)誤差為2.340V(No1)-2.219V(No15)=0.121V,，大于YD/T799-1996規(guī)定zui高及zui低電壓值偏差50Mv。從浮充電壓可以知道,，本組蓄電池的性能并不理想,，內阻zui大變化率為No12。
圖4為動力環(huán)境集中監(jiān)控軟件中記錄的前20分鐘放電曲線, 放電電流為286A
圖4
本次測試的所有蓄電池性能分析結果見表2,。
表2 蓄電池性能分析結果
新 工 藝 蓄 電 池老 工 藝 蓄 電 池
蓄電池內阻變化率好蓄電池
數(shù)量劣化蓄電池
數(shù)量蓄電池內阻
變化率好蓄電池
數(shù)量劣化蓄電池
數(shù)量
0%—10%32840%—10%1760
10%—20%1393610%—20%1352
20%—30%584720%—30%368
30%—40%192030%—40%1713
40%—50%21240%—50%1013
50%以上0650%以上220
總數(shù)544124總數(shù)37656
通過分析發(fā)現(xiàn),，在蓄電池劣化時，采用新工藝的蓄電池內阻值明顯小于采用老工藝的蓄電池,，對于新工藝的蓄電池內阻預警值應更為嚴謹,。
7 小結
對內阻與SOH(State Of Health)關系的分析得到以下結論。
(1) 不能直接用內阻數(shù)據(jù)來計算SOH(State Of Health),，而且建立標準亦很困難,。內阻不能同容量一樣進行量化表達，只是性能的反映,。
(2) SOC(State Of Charge)和SOH(State Of Health)無疑影響電池內阻,，劣化的蓄電池內阻都有很大的變化。
(3) 大容量電池的歐姆內阻很小，其變化幅度就更小,，需要相當精度的測試手段,。
(4) 部分電池的內阻變化明顯，但此時的電池容量仍可能保持在良好水平,。
(5) 劣化嚴重的電池內阻變化數(shù)值將超過某個范圍,。
(6) 蓄電池的監(jiān)測應是對蓄電池的運行參數(shù)、內阻變化,、電壓監(jiān)測等綜合參數(shù)監(jiān)測,，對內阻的變化率的監(jiān)測是很有意義的。
(7) 新工藝蓄電池的性能,、壽命明顯低于老的蓄電池,，更需要嚴格監(jiān)測其運行參數(shù)，定期的核對放電*,。