皓誠蓄電池6-FM-150 12V150AH技術(shù)指導

基本概念：

1,、電池電壓：

a、開路電壓：電池在開路狀態(tài)下的端電壓,。

b,、工作電壓：電池接通負荷后在放電過程中顯示的電壓。工作電壓與放電條件有關(guān),，放電電流越大,，工作電壓越低;溫度越低，工作電壓越低,。

2,、電池的容量：

a、電池的理論容量：活性物質(zhì)按法拉第定律計算而得的理論值,。

b,、電池的實際容量：電池在一定條件下所能輸出的電量。它等于放電電流與放電時間的乘積,。單位:AH,。

c,、電池的額定容量：按國家或有關(guān)部門頒布的標準，保證電池在一定條件下的低限度的容量,。

正常情況下,，三者的關(guān)系是：理論容量>實際容量>額定容量.

3、電池的內(nèi)阻：

電流通過電池的內(nèi)部時受到阻力,，使電池的電壓降低,。電池的阻不是常數(shù)，因為活性物質(zhì)的組成,、電解液溫度和濃度都在不斷的變化,。內(nèi)阻可分為歐姆內(nèi)阻和極化阻，歐姆內(nèi)阻符合歐姆定律;極化電阻隨著放電流的增大而增大,，但不是直線關(guān)系而是對數(shù)關(guān)系,。

4、正極活性物質(zhì)：

正極活性物質(zhì)有α-PbO2和β-PbO2兩種晶型,。β-PbO2具有較高的活性及利用率,。α-PbO2具有較好的機械強度和較大的尺寸。當α-PbO2/β-PbO2為0.8時,，電池具有的深放電能力,。

二、蓄電池的相關(guān)因素

1,、電池的容量

蓄電池在一定放電條件下所能給出的電量稱為蓄電他的容量,，常用C表示。然而,，蓄電池作為電源,，由于其端電壓是一個變值，選用Ah表示蓄電池的電源特性則更為準確,。

理論上,，可以趨于無窮大，但實際上當蓄電池放電電壓低于終止電壓時如果仍繼續(xù)放電,，這可能會損壞蓄電池,，故對t值有所限制。

在蓄電池行業(yè)中,，以小時或分表示蓄電池可持續(xù)放電的時間,，常見的有C24 、C20,、,、C10、C 8,、,、C 3 ,、C1等標稱容量值。

蓄電池容量可分為理論容量,、額定容量和實際容量三種,。理論容量是把活性物質(zhì)的質(zhì)量按法拉策定律計算而得到的理論值。實際容量是指蓄電池在一定條件下所能輸出的電量,，它等于放電電流與放電時間的乘積,，其值小于理論容量。額定容量也稱為標稱容量或保證容量,，是按國家或有關(guān)部門頒發(fā)的標準，保證蓄電池在一定的放電條件下應(yīng)該放出的低限度的容量,。固定型閥控式鉛酸蓄電池一般采用10小時率手放出的容量作為蓄電池的額定容量,，并用來標定蓄電池的型號。

陽光10小時率蓄電池的標稱容量是電池在5℃~35℃時,，按0.1C電流放電1.8V/單格時的10小時率放電容量,。 湯淺蓄電池 10小時率蓄電池的標稱容量是電池在5℃~35℃時，按0.1C電流放電1.8V/單格時的10小時率放電容量,。相應(yīng)的20小時率蓄電池的額定容量是在 5℃~35℃時,，按0.05C電流放電1.8V/單格時的20小時率放電容量。

從上面的定義中可以看出,，電池的容量和溫度,、放電電流、放電時間,、終止電壓,、內(nèi)阻、充電電壓等因素有關(guān),。

溫度越高,，電池內(nèi)的化學反應(yīng)相應(yīng)變快，電池容量增加,，反之電池容量減小,。

放電容量隨放電電流(放電率)大小變化而變化，放電電流越小,，放電容量越大;放電電流越大,，放電容量越小。但是電池不容許長時間小電流放電,，否則極板容易形成較致密的硫酸鉛層即極板硫化,，故小電流放電時，一要控制時間,，二要提高終止電壓,，以保護電池;相應(yīng)的大電池放電時,，終止電壓相對較低。所謂終止電壓指蓄電池低于這一規(guī)定的電壓時蓄電池就無法正常工作的電壓,。換言之,，蓄電池在低于終止電壓的情況下繼續(xù)放電使用，可能會造成蓄電池性損壞,。

放電容量和放電時間也有關(guān)系,，當放電時間大于該電池相應(yīng)的標稱時間時，放電容量大于標稱容量,，相反則是小于標稱容量,。

為了比較不同系列蓄電池，常用比容量的概念,，即電位體積或單位質(zhì)量蓄電池所能給出的電量,，分別稱為體積比容量和重量比容量，其單位分別為Ah/L(安時/升)或Ah/kg (安時/千克),。

在衡量蓄電池的指標中,，蓄電他的額定電壓和額定容量是兩個的技術(shù)指標。例如,，如德國Sonnenschein A412/100A的額定電壓為12V,，德國Sonnenschein A602/3000的額定電壓為2V。

2,、電池的電壓

陽光電池的稱標電壓有2V,、12V，電池的基本的單元是2V,。

蓄電池的開路電壓是指蓄電池在開路狀態(tài)下的端電壓,。它等于蓄電池在斷路時(即沒有電流通過兩極時)蓄電池的正極電位與負極電位之差。

充電電壓是指蓄電池在充電時外電源加在其兩端的電壓,。陽光A400系列的充電電壓是2.27V,，A600系列的充電電壓是2.25V，理論上達到相應(yīng)的電壓時,，電池才是滿容量的,。

蓄電池放電電壓又稱為蓄電他的工作電壓或負荷電壓，是指蓄電池在放電時其兩端的電壓,， 放電終止電壓是蓄電池放電時電壓下降到不能再繼續(xù)放電的低工作電壓,，一般規(guī)定固定型免維護蓄電池10小時率放電時單體蓄電池放電的終止電壓為1.8v(相對于單體2V蓄電池)。

3,、充電

蓄電池充電有三種方式即浮充,、均充、恒流,。下面列出的充電參數(shù)均在溫度5℃~35℃前提下,，超出此范圍有溫度補償,，具體補償系數(shù)后面有講。(以下10小時率電池為例,，20小時率電池的限流相應(yīng)調(diào)為0.05CA)

浮充：恒壓(湯淺2.23V),、限流(標稱是0.1CA或<0.25CA)、*

用該充電方式24小時可充滿電池,?；虺潆婋娏?lt;100mA時表示電池充滿。

均充：恒壓(一般設(shè)為2.35V或<2.4V),、限流(標稱是0.1CA或<0.25CA),、*(設(shè)為10H或8H，或根據(jù)電池的實際情況設(shè)置),，長期均充會使電池過充電,。

恒流：恒流(<0.25CA)、不限壓,、*(因為不限壓，故在充電時需有人值班,，檢查溫度,，當溫度升高時就得停止充電)

用恒流充電的一般是在實驗試里，省時,，但一定得有人值班,，實際操作中，我們一般用均充,、浮充配合充電或只用浮充,。

電池充電時，特別注意設(shè)置充電的參數(shù),，如電壓,，在環(huán)境溫度在5℃~35℃范圍內(nèi)時，電壓的設(shè)置用標稱設(shè)置,，以免電池過充或欠充,，減短電池的使用壽命。

充電時,，發(fā)現(xiàn)充電時電池電壓高到不正常的范圍,，則可能會有如下原因：

一)、先查看一下充電電壓,，看是否設(shè)置的電壓過高;

二),、檢查外觀，看其是否有磕壞的退跡,，因為電池可能會因為有過磕碰而造成內(nèi)部電池開路;

三,、須確認出現(xiàn)問題的是第幾次充電,，如是一次而充電電壓設(shè)置正確，外觀也是完好的,，則可能是電池的質(zhì)量問題;要是不是一次,，而前面充電時是正常的，那么有可能是該次充電時操作失誤,，造成電池內(nèi)部發(fā)生短路,。

4、放電

10小時率蓄電池的標稱放電容量是電池在5℃~35℃時,，放電1.8V/單格時的10小時率放電容量,。相應(yīng)的20小時率蓄電池的標稱放電容量是在相同的條件下放電20小時。

放電一般有兩個目的,，一是測試電池容量,，二是給電池作激活。

電池測試容量時,，一般是充好電后,，按標稱的參數(shù)放電，來測試電池是否滿容量,。測試電池容量時,，發(fā)現(xiàn)電池容量不足，或在充電時發(fā)現(xiàn)電充不進去,，而造成的原因是極板被硫化的,，則需要通過激活極板，來恢復電池容量,。給長時間沒有使用也沒有維護而無法充電的電池做激活時,，因極板硫化，小電流無法激活極板,，需要先深度放電,，加大電池電壓和充電電壓的電壓差，再用大電流沖擊,，以激活極板,，這種深放電不需要按標稱放電，可用大電流短時間放電,，注意不要過放電,。

給電池做激活可通過上面講的反復充、放電的方式,。

5,、內(nèi)阻、自放電

電池都有內(nèi)阻(單位為mΩ)，是指電流通過蓄電池內(nèi)部時受到的阻力,，他包括歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻,，極化內(nèi)阻又包括電化學極化內(nèi)阻和濃差極化內(nèi)阻等。由于內(nèi)阻的存在,，蓄電他的工作電壓總是小于蓄電他的開路電壓或電動勢,。歐姆內(nèi)阻是由蓄電池構(gòu)件(如極板柵、活性物質(zhì),、隔膜和電解液等)產(chǎn)生的,，雖遵循歐姆定律，但也隨蓄電池荷電狀態(tài)而改變,。而極化內(nèi)阻則隨電流密度增加而增大,，但不是線性關(guān)系。內(nèi)阻的大小是衡量一個電池質(zhì)量很重要的參數(shù),，其因電池極板,、電解液的材質(zhì)和工藝等的不同而不同，材質(zhì)內(nèi)的雜質(zhì)越少,，工藝越好,，內(nèi)阻值也越小。內(nèi)阻值越小,，自放電電流也越小,，電池的容量越大，因為材質(zhì)內(nèi)的雜質(zhì)會和極板上的活性物質(zhì)反應(yīng),，減少極板上的活性物質(zhì),，從而影響電池容量,。

質(zhì)量好的蓄電池和質(zhì)量差的蓄電池在內(nèi)阻上差別很大,。質(zhì)量好的蓄電池之所以能持續(xù)大電流放電，就是因為其內(nèi)阻很小,，而質(zhì)量差的蓄電池則不然,。

蓄電池的自放電是指在電池極板、電解液中的雜質(zhì),，在正負極板間形成了一個回路,，這個回路就是自放電。它是蓄電池在開路擱置時的現(xiàn)象,。蓄電池發(fā)生自放電將直接減少蓄電池可輸出的電量,，使蓄電池容量降低。自放電的產(chǎn)生主要是由于電極在電解液中處于熱力學的不穩(wěn)定狀態(tài),，蓄電池的兩個電極各自發(fā)生氧化,、還原反應(yīng)的結(jié)果。蓄電池的自放電速率的大小是由動力學因素決定的，主要取決于電極材料的特性,、表面狀態(tài)以及電解液的組成,、濃度和雜質(zhì)含量等，液取決于擱置的環(huán)境條件,，如溫度和濕度等因素,。

自放電大，內(nèi)阻增加,，造成容量不足,。這反應(yīng)在電池的儲存期上是明顯了。

蓄電池壽命和使用環(huán)境
蓄電池的壽命有兩項衡量指標,，一是浮充壽命,，即在標準溫度和連續(xù)浮充狀態(tài)下，蓄電池能放出的 容量不小于額定容量的80%時所使用的年限,；二是80%深度循環(huán)充放電次數(shù),，即滿容量電池放掉額定容量的80%后再充滿電，如此可循環(huán)使用的次數(shù),。通常,，工程技術(shù)人員僅注重前者，而忽略了后者,。80%深度循環(huán)充放電次數(shù)代表著蓄電池實際可以使用的次數(shù),，在經(jīng)常停電或市電質(zhì)量不高的情況下，當蓄電池的實際使用次數(shù)已經(jīng)超過規(guī)定的循環(huán)充放電次數(shù)時,，盡管實際使用時間還沒達到標定的浮充壽命,，但蓄電池其實已經(jīng)失效，如果不能及時發(fā)現(xiàn)則會帶來較大的事故隱患,。所以,，在選擇蓄電池時，我們對兩項壽命指標都應(yīng)予以重視,，在市電經(jīng)常中斷的條件下,，后者就尤為重要。在選擇UPS配套蓄電池時,，我們應(yīng)考慮足夠的浮充壽命裕量,。根據(jù)經(jīng)驗，蓄電池的實際使用壽命往往只有標定浮充壽命的50%～80%,。這是因為蓄電池實際浮充壽命與定義標準溫度,、實際環(huán)境溫度、電池充電電壓,、使用維護等眾多因素有關(guān),。當實際環(huán)境溫度比定義標準環(huán)境溫度每升高10℃,，蓄電池會因為內(nèi)部化學反應(yīng)速度增加一倍而導致浮充壽命縮短一半，所以,，UPS蓄電池機房應(yīng)配備空調(diào)設(shè)備,。在定義溫度值方面，歐洲標準為20℃,，中國,、日本、美國等標準為25℃,。20℃10年浮充壽命的蓄電池如換算到25℃標準,，僅相當于7～8年浮充壽命。
配套蓄電池的標稱浮充壽命應(yīng)該是用我們希望的蓄電池實際使用壽命除以一個壽命系數(shù)后所得的數(shù)值,。這一壽命系數(shù)通常憑經(jīng)驗確定,，蓄電池可靠性高的可取為0.8，可靠性低的可取為0.5,。
UPS蓄電池選擇的其他問題
1.單個蓄電池電壓的選擇
VRLA按單節(jié)電壓分有12V／節(jié),、6V／節(jié)、4V／節(jié)和2V／節(jié)等四種不同形式,。從經(jīng)濟方面來看,，UPS正常工作電壓一定，選用的電池單節(jié)電壓越高,，電池組所用的串聯(lián)電池數(shù)量越少,，配套電池組的價格也越便宜。但從安全性方面來看,，選用的電池單節(jié)電壓越低,，整個系統(tǒng)越安全。如果12V／節(jié)的電池壞了一節(jié),，整個蓄電池后備系統(tǒng)就少了12V,，UPS主機就有可能開啟低壓報*功能使整個UPS系統(tǒng)不能正常工作。所以在選用12V／節(jié)蓄電池時,，多采用多組并聯(lián)來達到UPS系統(tǒng)要求,，萬一有一組出問題,，還有其他組的電池可運作,。
2、蓄電池所能承受的紋波系數(shù)
在UPS系統(tǒng)中,，蓄電池還起到濾波器的作用,，承受UPs輸入紋波電壓和紋波電流的沖擊。如果所選蓄電池承受紋波系數(shù)的能力較差,，而紋波系數(shù)又比較大,，則會使蓄電池過早地失效而引起不能放電的事故。IEC蓄電池標準規(guī)定，VRLA應(yīng)能承受0.5%的紋波系數(shù),，但使用UPS的場合,，紋波系數(shù)都比較大，有的甚達到2%,，所以應(yīng)對蓄電池的可承受紋波系數(shù)按實際情況提出要求,。
3、蓄電池性能均一性
從理論上講,，蓄電池的電壓,、內(nèi)阻、壽命等性能應(yīng)該是一致的,，可以無限多組數(shù)地進行并聯(lián)以達到要求的容量,。但在實際生產(chǎn)過程中，由于所用材料純度,、生產(chǎn)工藝,、工作人員、生產(chǎn)環(huán)境溫度等差異,，同一條流水線上制造的蓄電池通常在性能上有一定的差異,，即使同一同一型號相同生產(chǎn)日期生產(chǎn)的蓄電池，性能也不可能做得*一致,，這一點可以通過測量比較蓄電池的單節(jié)開路電壓看出來,。工程人員通常采用便宜的小容量電池多組并聯(lián)來達到UPS要求的較大蓄電池容量，如果采用性能均一性較差的電池多組并聯(lián),，性能差,、電壓低的電池組就會將性能好的蓄電池組拖垮，導致整套UPS蓄電池系統(tǒng)提前失效。目前性能均一性主要根據(jù)蓄電池電壓均一性來衡量,，國內(nèi)有多種標準要求,，例如信息產(chǎn)業(yè)部YD／T799--1996標準要求為：25℃時整組蓄電池2V單元浮充電壓差不大于±50mV，開路電壓差不大于±20mV,；電力部DL／T637--1997標準要求是：25℃時,，如電池系統(tǒng)采用2V／節(jié)電池，開路電壓 的一節(jié)與 的一節(jié)差異不超過30mV,，6V／節(jié)電池不超過40mV,，12V／節(jié)電池則不超過60mV。一般蓄電池并聯(lián)組數(shù)不應(yīng)超過4組,，為防止整套蓄電池系統(tǒng)的提前失效,，在選擇蓄電池時,，應(yīng)該在性能均一性方面提出要求,。當確定了蓄電池型號之后，在一套UPS系統(tǒng)中 要求廠家提供同一批次的蓄電池產(chǎn)品,，以減小性能方面的差異,。同樣道理，不同或者新舊程度不同的蓄電池,，由于存在較大的性能差異,，建議不要混合使用。后,，要特別指出的是即使選擇了恰當?shù)腣RLA,，也需要進行一些必要的日常維護和管理，避免蓄電池過早失效,。

電池的均一性

電池的均一性是指一組電池內(nèi)單個電池電壓的存在范圍,。

當電池放置了一段時間后，均一性會變差,，無法滿足對均一性要求高的行業(yè),，需要進行激活，這是因為每個電池的內(nèi)阻不同,，自放電也不同,，使其放置后的容量不同，而反應(yīng)容量的是它的電壓,，每個電池電壓差越大,，均一性也越差。

行業(yè)間對所需電池的均一性要求不同,，如電力系統(tǒng),，它對電池均一性的要求是，在不充電的情況下電壓差<100mV;在充電的情況下電壓差<50 mV。而電信系統(tǒng)則是在不充電的情況下電壓差<50mV;在充電的情況下電壓差<30 mV,。與UPS配套的電池沒有明確的均一性要求,。

對均一性要求高的行業(yè)，盡量采用同一批號的電池,，以保證其均一性,，因為不同的批號會因材料的配置、工藝的誤差,，而使其均一性沒有同一批號的電池均一性好

7,、溫度

電池無論是容量、充電,、放電,、儲存期、壽命等,，都和環(huán)境溫度很有大的關(guān)系,，溫度影響著和電池相關(guān)的每一個參數(shù)。

電池的溫度要求是5℃~35℃,，超出這個范圍,，溫度越高，電池內(nèi)的化學反應(yīng)越快,，容量越大,，同時也加快了極板的老化，減短了電池的壽命,。

溫度和充電：充電時標稱溫度范圍是5℃~35℃,，超過這個范圍，需要一個溫度補償系數(shù),，每升溫1度每2V的充電電壓下調(diào)3mV;相反,，每降溫1度每2V的充電電壓上調(diào)3mV，要是不做相應(yīng)的調(diào)整也會造成欠充電,。

溫度和儲存期：電池儲存的溫度要求嚴,，是定在25℃，溫度每升高10℃,，電池的儲存期減半,，相反溫度下降時，儲存期也相應(yīng)增加,。這是因為溫度越高,，自放電越大，內(nèi)阻增加,，造成儲存容量不足,。

8,、壽命

電池的壽命分為設(shè)計壽命和循環(huán)壽命。電池的使用壽命和它在使用中操作是否正確,，是否有維護,，以及它所處環(huán)境溫度等都有關(guān)系。

設(shè)計壽命則是指從電池出廠開始計算,，一般有5年,、10年、15年等,，就算電池生產(chǎn)后沒有使用過,，到了這個年限就報廢了，而不是從用戶開始使用時計算,。循環(huán)壽命又稱為使用周期,，是指在一定的放電條件下蓄電池容量下降到某—規(guī)定值前所經(jīng)歷的充放電次數(shù)。電池的設(shè)計壽命還有一種計算方式是電池的放電次數(shù),，電池的深循環(huán)次數(shù)是400次,，或50%循環(huán)12002000次，只要達到這個數(shù)字,，不管它的年限是否到了,，該電池就得報廢了,。所以我們給客戶配電池時,，要放約 30%的余量，避免客戶在使用中造成深循環(huán),，使實際放電量控制在電池容量的70%左右,，是50%。

三,、日常維護與操作

● 放電

(1)終止電壓如下表,，請注意不要使蓄電池的端子電壓低于此值。低于此值時電池就造成電池過放電,，否則電池便受到損害,。

(2)放電后不要放置，請立即充電,。不小心過放電后,，也請立即充電。

(3)電池放電時請在-15～45℃的環(huán)境下進行,。

(4)大允許放電電流為6CA,，放電5秒以下，不要超過這個值,，否則有可能損壞電池,。

放電電流的大小與放電終止

電壓的關(guān)系：

放電電流(A) 單體放電終止電壓(V)

0.1C10以下或間歇放電 1.90

0.1C10或近似電流 1.80

0.16C10或近似電流 1.75

0.23C10或近似電流 1.70

注：“C10”是10小時率容量值,。

●充電

(1)浮充

浮充電壓一直加在電池端子上，電壓值過高或過低對電池的影響如下：

長時間過高(過充電)：縮短壽命,。

長時間過低(充電不足)：満足不了負載或使電池電壓不一致,，從而使電池整組容量下降，壽命縮短,。

(2)恢復充電

A,、回復充電按浮動充電來實行，如果采用均充轉(zhuǎn)浮充方法,，側(cè)均充電流到達1%C10時轉(zhuǎn)為浮充電,，并且均充時間不能設(shè)定;

B、充電初期的電流沒有特別規(guī)定,，但=好限制在0.1C～0.3C安培充電,，能在25℃24小時以內(nèi)充入放電量的100%以上。

C,、要使其*恢復(充電量放電量的大約105%),，有必要在達到設(shè)定電壓后繼續(xù)充電24小時以上。

(3)溫度補償

當溫度偏離25℃時,，請按每變化1℃,，以-3mv/單格進行修正。

(4)均衡充電

均衡充電時,，使用的均充電壓為2.30-2.35V/單格,。

(5)電池充電時注意事項

A、如果設(shè)定的充電電壓超過2.23V/單體,，充電末期充電電流超過0.05C,，會對蓄電池的外觀、性能,、壽命等造成=的劣化,，所以請?zhí)貏e注意充電電壓。

B,、請使用有電流下降特性的定電壓充電裝置,、且充電電壓精度為±2%以內(nèi)(負載變動0～100%時)的充電器。

C,、浮動充電電壓在一般室內(nèi)使用溫度(5℃～35℃)時為2.23V/單體,，但長時間低溫或高溫等特殊環(huán)境下使用時，以25℃為基點,，對充電電壓按 -3mV/℃ 單體進行修正較為合適,。這是為防止低溫時回復充電時間的加長及高溫時過充電造成電池的劣化。特別是將蓄電池裝入電池箱內(nèi)時,，電池箱內(nèi)蓄電池的周圍溫度有可能超過35℃時,，為防止蓄電池的過熱腐蝕,，請進行溫度調(diào)節(jié)或者給充電器增加保護機能，以使溫度升到55℃時將充電電壓下降到2.11V/單體,。有關(guān)溫度修正的詳細情況,，請與制造廠家聯(lián)系。

D,、充電請在環(huán)境溫度-15℃～+45℃范圍內(nèi)進行

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