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關(guān)于勁博蓄電池組充電
勁博蓄電池組充電方式存在的缺陷
在現(xiàn)今大部分后備電源（直流系統(tǒng),，ups等）中能量的存儲都是用勁博蓄電池組來實(shí)現(xiàn)的,。那么作為不間斷供電的后一道保障的勁博蓄電池組的性能就顯得至關(guān)重要了。有于半導(dǎo)體變流技術(shù)及成本的原因我們一直采用的充電方式是單充電機(jī)對整組串聯(lián)蓄電池充電,。
充電機(jī)以恒壓限流方式永遠(yuǎn)與電池組并聯(lián)在一起,，理論上當(dāng)電池組容量損失后，充電機(jī)將自動補(bǔ)充,，但在實(shí)際應(yīng)用中我們發(fā)現(xiàn)這種系統(tǒng)存在以下幾方面問題,。
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單體勁博蓄電池特性存在較大差異，即便是同一批出廠的勁博蓄電池其特性也偏差較大,，因此在運(yùn)行中將其作為一個(gè)整體一起充放電,，無法根據(jù)單電池運(yùn)行參數(shù)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行充放電，勢必造成某些勁博電池過充電或欠充電,，也可能引起過放電，這也是為什么勁博蓄電池在成組運(yùn)行時(shí)普遍達(dá)不到標(biāo)稱壽命的重要原因之一,。
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在此種運(yùn)行方式中檢測單體勁博蓄電池的電壓,、內(nèi)阻是比較困難的。現(xiàn)在普遍采用的是單獨(dú)加裝蓄電池檢測裝置,，但蓄電池檢測裝置又不能很好的和充電機(jī)配合,。從以上兩點(diǎn)我們可以看出在此系統(tǒng)中按蓄電池狀態(tài)（電壓、內(nèi)阻,、剩余容量,、溫度等參數(shù)）及充電曲線對蓄電池進(jìn)行管理只不過是一句空話。另外單獨(dú)加裝蓄電池檢測裝置也勢必造成成本的上升,。
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隨著半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步,，高頻開關(guān)電源以其體積小，重量輕,，效率高,，噪聲小的優(yōu)勢大有取代傳統(tǒng)晶閘管整流電源的趨勢，但是采用如方案一中的充電方式,，因?yàn)槌潆姍C(jī)需要提供較高的充電電壓和較大的輸出容量,，對器件和技術(shù)以及工藝要求很高，大家都知道IGBT是很難超過20KHz的,，而MOS-FET如果用于大電流回路中起結(jié)壓降又很大,，發(fā)熱量也就很大，所以限于器件及工藝原因單體高頻開關(guān)電源（>20KHz）目前輸出容量超過6KW是很困難的,，所以大多采用小模塊并聯(lián)均流的運(yùn)行方式,，但模塊數(shù)量和復(fù)雜程度的增加也就帶來了可靠性的降低，為此又提出了N+1冗余備分的概念,，這就陷入了一個(gè)技術(shù)上的惡性循環(huán),，頭痛醫(yī)頭,，腳痛醫(yī)腳。
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注意由于鎘鎳勁博蓄電池存在記憶效應(yīng),，它并不適于此種運(yùn)行方式,。但因?yàn)殒k鎳勁博蓄電池的高倍率放電能力，為了追求低成本我們在為數(shù)不少的此種系統(tǒng)中采用了鎘鎳勁博蓄電池,，這是錯(cuò)誤的,。因此鎘鎳勁博蓄電池不適用于浮充電方式運(yùn)行，我們也就不過多討論了,。
關(guān)于勁博蓄電池組充電方式的一種理想的解決方案
那么是否有一種更加完善的解決方案呢,？勁博蓄電池的工程師陳工經(jīng)過多次推敲思考，提出以下方案供大家探討,，稱不上嚴(yán)密,，僅僅是一種思路。其原理如下：
大家可以看到在此系統(tǒng)中勁博蓄電池的充電和檢測是以每節(jié)為單位進(jìn)行的,，所有充電及電池檢測模塊都含有處理單元,，自行處理充電及檢測過程。所有模塊均由監(jiān)控單元通過通訊總線根據(jù)電池運(yùn)行參數(shù)及狀態(tài)統(tǒng)一協(xié)調(diào)進(jìn)行,。正常運(yùn)行時(shí)每組充電模塊串聯(lián)形成一個(gè)整體電源為負(fù)荷供電,，并且對每個(gè)勁博蓄電池進(jìn)行浮充電，當(dāng)交流電源停電時(shí)勁博蓄電池將為負(fù)荷提供電源,。所有充電模塊及電池采用熱插拔可抽出式結(jié)構(gòu),，對模塊及勁博蓄電池的更換和檢修將不會影響系統(tǒng)的運(yùn)行。在本系統(tǒng)中以上三方面問題將會得到很好的解決,。
首先,，在本系統(tǒng)中單節(jié)勁博蓄電池的充電是獨(dú)立進(jìn)行的，在每個(gè)充電模塊*可以結(jié)合每節(jié)勁博蓄電池的運(yùn)行參數(shù)及運(yùn)行狀態(tài)科學(xué)的對每節(jié)勁博蓄電池進(jìn)行充放電,，避免了因勁博蓄電池參數(shù)不一致引起過充電,，欠充電，以及過放電等問題的發(fā)生,，保證了電池的使用壽命,。
其二，在本系統(tǒng)中,，每節(jié)勁博蓄電池的檢測和充電處于同一模塊中,，有機(jī)的結(jié)合在一起。一方面電池檢測部分可以通過控制充電部分輕易實(shí)現(xiàn)電池電壓,、內(nèi)阻的檢測,。另一方面充電部分又可以根據(jù)檢測單元測得參數(shù)（包括單電池內(nèi)阻、電壓,、溫度,、PH值）對電池進(jìn)行合理的充電,。真正實(shí)現(xiàn)了按勁博蓄電池充電曲線結(jié)合其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行管理的思路。
其三,，我們知道現(xiàn)在小容量高頻開關(guān)電源的實(shí)現(xiàn)是很容易的,，對器件和工藝不需要很高的要求。同時(shí)也具有很高的可靠性,。大家可以對比一下在方案一中以現(xiàn)今普遍采用220V/10A模塊比較,，其輸出功率為高電壓280V*10A=2800W，而在勁博蓄電池容量超過800AH系統(tǒng)中我們還需要采用輸出電流為20A的模塊,，其輸出功率更高達(dá)5600W,，大的輸出容量自然對高頻器件和制造工藝提出了更高的要求，同時(shí)使可靠性降低,。
而在方案二中以可能采用的大電池容量來講如采用2V/1000AH電池那么單模塊容量為
0.1C（10小時(shí)充電率）A*2.5V(蓄電池高電壓)=250W式中C為蓄電池容量,，
而如果采用300AH/12V蓄電池系統(tǒng)中，單模塊容量為
0.1C（10小時(shí)充電率）A*15V（蓄電池高電壓）=450W
*注意超過300AH的蓄電池多為2V每節(jié)
可以看出在方案二中單模塊容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于方案一中的單模塊容量,，所以實(shí)現(xiàn)起來非常容易,，對器件和制造工藝沒有太高要求，可靠性也就得到了提高,。
大家應(yīng)該注意到本方案二中沒有備分的概念,，其原因之一是本身小容量充電設(shè)備的高可靠性使得它不需要備分,，原因之二在于熱插拔抽出式結(jié)構(gòu)的采用,，和二極管的存在在更換檢修模塊和電池時(shí)只是系統(tǒng)的電壓會降低一些（在允許范圍內(nèi)），將不會影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行,，因此本系統(tǒng)不需要額外的冗余備分,。
成本是否會增加？
下面我們將就大家比較關(guān)心的系統(tǒng)成本的問題進(jìn)行一些探討,。
在方案中二模塊的數(shù)量將增加很多,，但是由于其容量小，其對器件和制造工藝的要求很低,，以及量產(chǎn)的原因,，較之于方案一其成本非但不會增加反而有可能下降。另外由于方案二中模塊中包括勁博蓄電池檢測部分,，不需要單獨(dú)加裝蓄電池檢測裝置,，其成本將會進(jìn)一步下降。