關(guān)于蓄電池組充電的思考

1、關(guān)于蓄電池組充電的思考 本文按照我們多年從事直流系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計及現(xiàn)場應用閱歷，試圖對后備蓄電池組的充電方式舉行一些探討，希翼能起到拋磚引玉的作用，討論出一種越發(fā)合理的蓄電池組充電辦法。2 現(xiàn)今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蓄電池組來實現(xiàn)的。那么作為不間斷供電的最后一道保障的蓄電池組的性能就顯得至關(guān)重要了。囿于變流技術(shù)及成本的緣由我們向來采納的充電方式是如下圖所示的單充電機對整組串聯(lián)蓄電池充電。充電機以恒壓限流方式永久與電池組并聯(lián)在一起，理論上當電池組容量損失后，充電機將自動補充，但在實際應用中我們發(fā)覺這種系統(tǒng)存在以下幾方面問題。首先，單體蓄

2、電池特性存在較大差異，即便是同一批出廠的蓄電池其特性也偏差較大（在國產(chǎn)電池中表現(xiàn)的尤為突出），因此在運行中將其作為一個整體一起充放電，無法按照單電池運行參數(shù)運行狀態(tài)舉行充放電，勢必造成某些電池過充電或欠充電，也可能引起過放電，這也是為什么蓄電池在成組運行時普遍達不到標稱壽命的重要緣由之一。其二，在此種運行方式中檢測單體蓄電池的、內(nèi)阻是比較困難的?，F(xiàn)在普遍采納的是單獨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協(xié)作。從以上兩點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舉行管理只不過是一句空話。另外單獨加裝蓄電池檢測裝置也勢必造成成本的升高

3、。其三，隨著半導體技術(shù)的長進，高頻以其體積小，分量輕，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，但是采納如計劃一中的充電方式，由于充電機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，大家都知道是很難超過20khz的，而mos-fet假如用于大回路中起結(jié)壓降又很大，發(fā)熱量也就很大，所以限于器件及工藝緣由單體高頻開關(guān)電源（20khz）目前輸出容量超過6kw是很困難的，所以大多采納小模塊并聯(lián)均流的運行方式，但模塊數(shù)量和復雜程度的增強也就帶來了牢靠性的降低，為此又提出了n+1冗余備分的概念，這就陷入了一個技術(shù)上的惡性循環(huán)，頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳。其四，請大家注重因為鎘鎳

4、蓄電池存在記憶效應，它并不適于此種運行方式。但由于鎘鎳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)中采納了鎘鎳蓄電池，這是錯誤的。因此鎘鎳蓄電池不適用于浮充電方式運行，我們也就不過多研究了。3 關(guān)于蓄電池組充電方式的一種抱負的解決計劃那么是否有一種越發(fā)完美的解決計劃呢？筆者經(jīng)過多次推敲思量，提出以下計劃供大家探討，稱不上嚴密，僅僅是一種思路。其原理如下：大家可以看到在此系統(tǒng)中蓄電池的充電和檢測是以每節(jié)為單位舉行的，全部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。全部模塊均由監(jiān)控單元通過通訊按照電池運行參數(shù)及狀態(tài)統(tǒng)一協(xié)調(diào)舉行。正常運行時每組充電模塊串聯(lián)形成一個整體

5、電源為負荷供電，并且對每個蓄電池舉行浮充電，當溝通電源停電時蓄電池將為負荷提供電源。全部充電模塊及電池采納熱插拔可抽出式結(jié)構(gòu)，對模塊及蓄電池的更換和檢修將不會影響系統(tǒng)的運行。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)蓄電池的充電是自立舉行的，在每個充電模塊徹低可以結(jié)合每節(jié)蓄電池的運行參數(shù)及運行狀態(tài)科學的對每解蓄電池舉行充放電，避開了因蓄電池參數(shù)不全都引起過充電，欠充電，以及過放電等問題的發(fā)生，保證了電池的用法壽命。其二，在本系統(tǒng)中，每節(jié)蓄電池的檢測和充電處于同一模塊中，有機的結(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現(xiàn)電池電壓、內(nèi)阻的檢測。另一方面充電部分又

6、可以按照檢測單元測得參數(shù)（包括單電池內(nèi)阻、電壓、溫度、ph值）對電池舉行合理的充電。真正實現(xiàn)了按蓄電池充電曲線結(jié)合其運行狀態(tài)舉行管理的思路。其三，我們知道現(xiàn)在小容量高頻開關(guān)電源的實現(xiàn)是很簡單的，對器件和工藝不需要很高的要求。同時也具有很高的牢靠性。大家可以對照一下在計劃一中以現(xiàn)今普遍采納220v/10a模塊比較，其輸出功率為最高電壓280v*10a=2800w，而在蓄電池容量超過800ah系統(tǒng)中我們還需要采納輸出電流為20a的模塊，其輸出功率更高達5600w，大的輸出容量自然對高頻器件和創(chuàng)造工藝提出了更高的要求，同時使牢靠性降低。而在計劃二中以可能采納的最大電池容量來講如采納2v/1000ah

7、電池那么單模塊容量為0.1c（10小時充電率）a*2.5v(蓄電池最高電壓)=250w式中c為蓄電池容量，而假如采納300ah/12v蓄電池系統(tǒng)中，單模塊容量為0.1c（10小時充電率）a*15v（蓄電池最高電壓）=450w*注重超過300ah的蓄電池多為2v每節(jié)可以看出在計劃二中單模塊容量遠遠小于計劃一中的單模塊容量，所以實現(xiàn)起來十分簡單，對器件和創(chuàng)造工藝沒有太高要求，牢靠性也就得到了提高。大家應當注重到本計劃二中沒有備分的概念，其緣由之一是本身小容量充電設(shè)備的高牢靠性使得它不需要備分，緣由之二在于熱插拔抽出式結(jié)構(gòu)的采納，和 d*的存在在更換檢修模塊和電池時只是系統(tǒng)的電壓會降低一些（在允許范圍內(nèi)），將不會影響系統(tǒng)的正常運行，因此本系統(tǒng)不需要額外的冗余備分。4 成本是否會增強下面我們將就大家比較關(guān)懷的系統(tǒng)成本的問題舉行一些探討。在計劃中二模塊的數(shù)量將增強無數(shù)，但是因為其容量小，其對器件和創(chuàng)造工藝的要求很低，以及量產(chǎn)的緣由，較之于計劃一其成本非但不會增強反而有可能下降。另外因為計劃二中模塊中包括蓄電池檢測部分，不需要單獨加裝蓄電池