電池微環(huán)境控制的發(fā)展方向

1、電池微環(huán)境控制的發(fā)展方向電池在工業(yè)、交通、軍事等領(lǐng)域有著極廣泛的應(yīng)用。目前在使用的電池有鉛酸電池、鋰基電池、銀鋅電池等，其中鉛酸電池的使用最為廣泛，特別是目前的光伏行業(yè)、通信行業(yè)、交通、航標(biāo)等戶外用電量較多但離現(xiàn)有電網(wǎng)較遠(yuǎn)的場合，由于鉛酸電池具有成本低容量大，充電無記憶效應(yīng)等特點(diǎn)，得到廣泛應(yīng)用。電池充、放電的過程從某種程度是電化學(xué)反應(yīng)的過程，在反應(yīng)過程中溫度對(duì)充、放電容量極板的壽命有較大的影響。目前的免維護(hù)膠體鉛酸電池最佳工作溫度232范圍，以25的基準(zhǔn)溫度開始溫度每上升10壽命下降50%，工作溫度過高，特別是大電流放電時(shí)鉛酸電池壽命會(huì)較大程度的縮短。通訊、能源、交通行業(yè)選用蓄電池時(shí)，大部分情

2、況是安裝于戶外機(jī)柜內(nèi)，機(jī)柜內(nèi)部近似于密閉的空間，在夏季受到光輻照射時(shí)，溫度可達(dá)到70以上，即使有通風(fēng)的機(jī)柜內(nèi)，夏季午時(shí)溫度通常也要高于45，在此環(huán)溫下電池的充、放電性能及壽命受到較大影響。造成夏季電池柜內(nèi)溫度較高的因素有：一.電池自身溫升, 二.是結(jié)構(gòu)傳熱 ,三.漏風(fēng)的高溫空氣。機(jī)柜外殼受到陽光輻射后的溫度最高可達(dá)7080，電池艙柜內(nèi)要保持25的最佳溫度，柜內(nèi)與柜外的溫差達(dá)到8025=55。在此溫差下，結(jié)構(gòu)傳熱的K值如大于0.3 w/m3/k。則外部傳入熱量為 。而蓄電時(shí)在源充狀態(tài)下的溫升約在3度左右，當(dāng)處于最大充、放電狀態(tài)時(shí)，溫升也只有24，電池艙柜內(nèi)的熱源主體是結(jié)構(gòu)傳熱，電池自身的溫升次之

3、，其余的還有一些因密封不嚴(yán)，及排氫口進(jìn)出線與柜體的外部流入的空氣所帶來的熱量和水蒸氣密封不嚴(yán)導(dǎo)致漏熱。要?jiǎng)?chuàng)造一個(gè)適合電池工作的溫、濕度環(huán)境，并且能夠在市電停止的工作情況下仍能夠在較長時(shí)間內(nèi)維持柜內(nèi)在一定的溫度范圍，并且還需要考慮氫氣的安全性及金屬氫脆現(xiàn)象的預(yù)防。目前市場上使用的蓄電池通常采用層疊方式放置在戶外基站或戶外機(jī)柜內(nèi)，而戶外基站通常都采用磚泥結(jié)構(gòu)或采用輕體夾芯板為墻體材料，基站內(nèi)安裝民用舒適型空調(diào)或?qū)Ｓ每照{(diào)，內(nèi)部維持2530之間。放置在戶外采用機(jī)柜內(nèi)的，目前戶外機(jī)柜主要采用普通板材加隔熱材料組成的箱體內(nèi)，內(nèi)部裝有通風(fēng)用的風(fēng)扇或熱交換器，溫度隨所在地區(qū)的外環(huán)境溫度變化，夏季在7040、

4、冬季在100之間變化。要在戶外的惡劣條件下,創(chuàng)造一個(gè)溫度在25左右的微環(huán)境，同時(shí)又要考慮到能耗，及安全的等多方面的因素電池艙柜和相關(guān)控溫部分主要特點(diǎn)如下：1、電池艙柜主體要使用高反光，低導(dǎo)熱系數(shù)材料，并且此種材料要滿足陽光中的紫外線對(duì)戶外產(chǎn)品老化作用,并且能夠耐受四季的溫度變化。2、具有良好的防腐能力，由于環(huán)境的破壞，酸雨的濃度逐年增加，對(duì)金屬的腐蝕性也逐漸增強(qiáng)，戶外電池艙柜須使用8年以上，外部具有較強(qiáng)的抗酸雨的腐蝕能力，同時(shí)戶外的風(fēng)雨不能進(jìn)入柜內(nèi)，整體必須達(dá)到IP55或IP54以上防護(hù)等級(jí)。3、由于電池是由可回收的鉛為主體的金屬構(gòu)成，包括電池艙柜由金屬板材構(gòu)成，對(duì)于盜賊的吸引力較大，電池艙柜

5、的防盜設(shè)計(jì)也相當(dāng)重要。4、電池艙柜的艙體由隔熱材料構(gòu)成，隔熱材料在生產(chǎn)時(shí)，會(huì)采用一些氣體作為發(fā)泡劑，含氯的氣體會(huì)造成溫室效應(yīng)和破壞臭氧，符合環(huán)保的電池艙柜不但不能使用FCKM的制冷劑,同時(shí)隔熱材料要符合環(huán)保要求，在整個(gè)生產(chǎn)制造過程中不得使用破壞臭氧和造成溫室效應(yīng)氣體。5、電池艙柜內(nèi)電池在市電停止時(shí)，電池處于放電狀態(tài)時(shí)，溫升速度較快的狀態(tài)，同時(shí)由于市電斷電的不確定性，故最大熱負(fù)荷的中午,斷電時(shí)能夠保證機(jī)柜內(nèi)溫升不超過一定的限值，滿足上訴要求可采用蓄冷技術(shù)，一方面保證了停電時(shí)電池艙柜的溫度，另外還可利用分時(shí)電差及晝夜溫差較大自然氣候特征進(jìn)行分時(shí)段蓄冷，夜間蓄冷白天放冷,達(dá)到節(jié)約能源及電費(fèi)開支。6、

6、電池艙柜內(nèi)對(duì)溫度要求是較高的，特別是戶外機(jī)柜，目前采用的熱管理手段主要有：直通風(fēng)，熱交換器，電池艙專用空調(diào)三種方式法，直通風(fēng)目前應(yīng)用的較多，優(yōu)點(diǎn)是成本較低、簡單、能耗少，缺點(diǎn)是電池艙柜內(nèi)溫度變化較大，污染嚴(yán)重。熱交換器目前在高端電池柜內(nèi)也有較多的應(yīng)用，由于是采用100%隔離的空氣流道設(shè)計(jì)，可完全杜絕戶外空氣對(duì)柜內(nèi)的污染，能耗相對(duì)低于空調(diào)，高于風(fēng)扇直通風(fēng)，缺點(diǎn)是成本高并且由于需要提高換熱效率，柜內(nèi)通常會(huì)高于柜外10，夏季柜內(nèi)峰值溫度通常可達(dá)到60以上，對(duì)蓄電池壽命有較大影響。電池艙專用空調(diào)是針對(duì)電池艙的特殊環(huán)境和需求開發(fā)的專用產(chǎn)品，需能夠滿足戶外空調(diào)防護(hù)要求，并且具備防盜、高效比，5萬小時(shí)以上壽

7、命，工作溫度-40+55，低維護(hù)及加熱和遠(yuǎn)程通訊等功能，更為關(guān)鍵的是由于使用機(jī)柜空調(diào)時(shí)機(jī)柜內(nèi)部是密閉的，在停電時(shí)，如空調(diào)停止啟動(dòng)，柜內(nèi)溫度會(huì)較快上升，如果使用直流逆變成交流驅(qū)動(dòng)空調(diào)工作，則會(huì)造成有限的電池容量變得更小，所以空調(diào)或機(jī)柜內(nèi)部需具備蓄冷功能，能夠在停電時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)內(nèi)部風(fēng)機(jī)或蓄冷的冷量釋放出來，滿足停電時(shí)機(jī)柜對(duì)熱負(fù)荷的要求。也可設(shè)計(jì)緊急運(yùn)轉(zhuǎn)風(fēng)扇與空調(diào)聯(lián)動(dòng)當(dāng)機(jī)柜內(nèi)溫度異常啟動(dòng)風(fēng)扇,機(jī)柜空調(diào)還具有一定的換氣能力,通過換氣將氫氣自動(dòng)排除柜外。7、上述溫控裝置盡可能采用直流供電，通常市電變化較大時(shí)對(duì)控溫裝置產(chǎn)生影響，同時(shí)直流控溫裝置有較高的能效比。綜上所述，電池艙柜最適當(dāng)?shù)氖遣捎酶吒魺嵯禂?shù)，一次發(fā)泡成型的硬聚胺脂做的高隔熱艙體，配用直流空調(diào)，使柜內(nèi)溫度恒定在電池最佳的工作溫度，同時(shí)由于聚胺脂的高隔熱系數(shù)和直流空