通信用阀控式密封铅酸蓄电池的均匀性对其性能的影响.pdf

代建筑电气MVAE
?电气安全?
No9 Vol2 (Serial No 21)2011
通信用阀控式密封铅酸蓄电池的
均匀性对其性能的影响
赵振东,黄兴
(华北电カ大学电子与通信工程系,河北保定071003)
摘要:针对阀控式密封铅酸蓄电池组的不均匀性现象,找出其均匀性差的原
因,分析了影响其均匀性的因素,并提出了四种提高蓄电池组均匀性的方法,有效
地提高了蓄电池组的利用效率。
赵振东(1956),男,
教授,研究方向为电
关键词:阀控式密封铅酸蓄电池;均匀性;标准差;性能;利用效率
力系统通信、图像与
中图分类号:TM912文献标志码:A文章编号:1674-8417(2011)09-0047-03
语音信号处理。
0引言
在放电时电压下降快,充电时电压上升也快。
(2)蓄电池容量低。表现为充电和放电时
随着信息、能源和电子技术的快速发展,阀网
蓄电池的电压都较低,原因是该蓄电池没有充满
控式密封铅酸( Value Regulated Lead Acid,VR-
电,而并非是蓄电池容量低。
LA)蓄电池广泛地应用于邮电、通信、电力、交通、
充电时电压上升快的蓄电池失水会较多,而
船舶、航空航天和应急照明等诸多领域。阀控
电压上升慢的蓄电池可能会欠充电;放电时电压
式密封铅蓄电池具有密封结构,很少溢出酸雾,
较低的蓄电池可能会出现过放电。这样,容量低
可与通信设备放在一起等许多优点,因此在我国
的蓄电池在放电时的放电深度较深,充电电压较
已普遍应用于通信领域。但是由于VRLA蓄电
高的蓄电池失水较多,而充电电压低的蓄电池会
池的使用周期较短,在实际使用过程中难免会出
出现欠充电。如果单体蓄电池的荷电少,就存在
现诸多问题,蓄电池的成组使用会导致浮充电压充电少、放电深的问题,导致整组蓄电池的均匀
不一致、电压间偏差较大。如果浮充电压差异过
性越来越差,长期使用最终会导致整组蓄电池失
大,会造成电池干涸和热失控等问题,严重的会
效
导致电池不可用,从而影响整个通信系统。因
此,研究蓄电池组均匀性对其性能的影响具有重
1导致蓄电池均匀性差的原因
要意义。
1.1-生产的原因
蓄电池的成组使用,其均匀性是一个很难解
VRLA蓄电池组浮充电压均匀性与蓄电池的
决的问题。在使用中各个单体电池的参数和性
生产工艺水平密切相关2。近年,众多学者认
能总会有差异,导致这种情况有多方面的原因,
为:相同型号的同组VRLA电池浮充电压不均
包括原材料、生产过程、使用环境等。蓄电池均一,与电池厂商的制作技术、原材料的选取(原材
匀性差主要有以下两种表现:
料纯度、添加剂性能等)及配方、生产设备自动化
(1)单只蓄电池容量低。表现为该蓄电池
程度、工艺质量水平、半成品与成品的均一性等
黄兴(1985一),女,硕士研究生,研究方向为电力系统通信。
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No9 Vol2 (Serial No 21)2011
电气安全
因素有关。这些因素引起了电池容量、密封反应可用一组电压值的方差(或标准差)来反映整组
效率和隔板质量的差异】。
电池的不均匀性。表1是一组蓄电池组在使用
由于不同厂家、不同批次、不同型号的蓄电
过程中均匀性的变化,该试验的试验条件都是在
池的生产条件不同,在生产过程中原材料、制造环境温度20℃,试验数据是在3h放电率下获
工艺等也不同,导致其内部参数存在一定的差
取的。
异。同时,由于蓄电池总是成组使用的,也导致
表1蓄电池组在使用过程中均匀性的变化
了浮充电压的不一致性。假如其中一只单体电
使用时间/月
放电终止电压标准差
池的参数与其他蓄电池参数相差较大,则该组蓄
电池有可能很快会出现故障,导致系统故障,严
0.0090
重的甚至会使网络瘫痪。
0.0082
1.2使用的原因
14
0.0083
(1)电池匹配不好。在蓄电池使用中,有时
18
0.0058
会出现新、旧蓄电池串联使用的现象,这种做法
0.0060
会缩短蓄电池的使用寿命。如果串联蓄电池组
0.0095
的匹配不好,会使蓄电池组存在容量差和开路电
压差。
(2)电池开阀压的区别。随着电池的使用
电池在制造时存在的微小差距必然会被扩大。
如电池开阀压的区别,会导致电池失水量不同。
失水多的电池相当于硫酸比重提升,导致电池开
26048260
0.0100
0.0183
0.0189
0.0201
0.0239
路电压增加,也使该单体电池的充电电压较其他
0.0283
电池电压高,而串联电池组中其他电池分配的电
0.0300
压就会下降,形成其他电池的欠充电。欠充电的
电池内阻会增加,放电时电压会更低,充电电压
0.0305
跟不上,导致电池电压高的更高,低的更低,即凡
标准差的变化与时间的关系如图1所示。
是电池出现不均衡,总是加速的。
其中标准差为
(3)自放电率出现差异。由于蓄电池总是
成组使用的,导致了实际使用中浮充电压均匀性
差是不可避免的。在不同的使用环境(如温度)、
nろ
使用年份(如充放电次数)等物理因素的作用下
n
会发生不规则的变化,造成单节蓄电池的自放电
式中n蓄电池组单体电池的个数
率出现差异,进而导致整组电池出现差异。
L一整组蓄电池的电压平均值
此外,文献[1]中也提出了影响VRLA蓄电
A一各个电压偏离平均值的距离的平方
池浮充电压均匀性的几个因素,包括电池密封反
的平均值的平方根
应效率、电池容量、电池内杂质含量、充电设备精
λ能反映出整组电压值的离散程度。A较
度等。从文献[4]中得到,影响浮充电压一致性
大,表示大部分电压值和其平均值之间的差异较
的因素还与极板一致性、装配过程一致性、电池
大,即整组电压值之间相差较大,说明该组蓄电
加酸过程一致性、电池出厂前检验等因素有关。
池均匀性较差。
2试验分析
从现有的数据分析可得出,新阀控密封铅酸
蓄电池的浮充电压值不太稳定,在使用一段时间
由于蓄电池组在使用过程中存在不均匀性,
后性能才能达到最佳状态。但在阀控密封铅酸
各个单体电池的电压值之间必然存在差异,因此