维谛UPS电源蓄电池治理技术
相关资料表明,造成科士达蓄电池的实际容量(Ah数)下降、内阻增大等"老化"题目的主要原因是:在蓄电池不断的充放电过程中,蓄电池内部阳极极板钝化,水分挥发丢失。显然,一旦在蓄电池内部过早地泛起上述现象,必定会造成蓄电池的实际使用寿命远远低于其设计寿命。大量的运行统计资料表明,导致蓄电池机能恶化的因素可大致分为外部和内部两种,影响蓄电池寿命的外部因素有:
1.环境温度
大量的运行数据证实,过高的环境工作温度是导致免维护蓄电池使用寿命缩短的主要原因。环境温度偏高导致蓄电池使用寿命缩短的原因有:
(1)当环境温度升高时,蓄电池所答应的浮充电压的阀值将逐渐下降。此时,假如采用浮充电压阀值为固定值的设计方案(对于12V蓄电池而言,浮充电压为13.5V),势必会将蓄电池组置于“过电压充电”工作状态。显然,这必将会导致蓄电池加速老化。解决蓄电池工作环境温度变化对其寿命影响的技术措施是采用"带温度补偿"的充电设计方案时,通过将蓄电池的典型浮充电压-温度关系曲线存储在微处理器的EPROM存储器中的办法,再利用配置在蓄电池柜中的温度传感器所测得的蓄电池组的实测温度信号来实时自动调整充电器的浮充电压,从而将蓄电池组置于最佳的浮充电压-温度工作状态,实现温度补偿功能。
(2)当环境温度升高时,蓄电池组本身固有的"存储寿命"会逐渐缩短。
GFM系列蓄电池的放电容量和温度的关系。蓄电池放电容量随温度的升、降而随之增大、减小。
温度升高时,应降低充电电压,否则蓄电池中极板受硫酸侵蚀加剧,从而使其寿命缩短。当环境温度低于25℃时,充电电压应进步,以防止充电不足。
实践表明是否配置带"温度补偿功能"的充电器对这种造成蓄电池寿命缩短有一定的影响,
从表1可见同未配置带"温度补偿功能"的充电器比拟,带"温度补偿功能"的充电器可以使蓄电池组的实际使用寿命有一定的增长。然而,并不可能利用配置带"温度补偿"充电器的办法来彻底消除因为温升偏高而造成蓄电池的实际使用寿命被缩短的题目。
当环境温度偏低时,尽管它不会对蓄电池的使用寿命造成不利影响。它会造成由免维护蓄电池所提供的有效容量下降。例如:当环境温度从25℃下降到0℃时,它会造成蓄电池的有效放电容量下降20%~30%。对于此点,当今的UPS中的"温度补偿"充电器均对它无能为力,这是由于其温度补偿范围被设计在25~55℃之间。
基于上述原因,对于绝大多数蓄电池组来说,要想真正消除它的实际使用寿命缩短或蓄电池的有效放电容量下降等不利影响,最佳选择应该是控制蓄电池的工作环境温度,尽量想法将蓄电池的环境工作温度控制在20~25℃范围内,当用户在使用带"温度补偿功能"的充电器时,应按照UPS厂家的安装说明,准确地配置和安装温度传感器在蓄电池柜中的位置和温度传感器与UPS主机的通讯接口之间的通讯电缆。否则,会导致因UPS的充电系统的“误动作”而造成蓄电池被“过电压充电”,从而加速老化,效果适得其反。
2.深度放电
科士达蓄电池被深度放电是造成蓄电池的使用寿命被缩短的另一个重要原因,这种情况极易发生在蓄电池的自动关机保护电路采器具有固定的“蓄电池电压过低自动关机”阀值设计方案的UPS中(绝大多数中小型UPS均采用此种设计方案)。当这种UPS被配置成长延时UPS供电系统(例如:4h/8h蓄电池后备供电时间),而它所接实际负载量较小时,一旦市电停电,蓄电池就会被"深度放电"。对于UPS供电系统而言,当用户的后接负载量很轻时(所谓的“大马拉小车”现象),对UPS主机而言,肯定有利于降低逆变器的故障。然而,对于同UPS配套的长延时蓄电池组而言,则会因易蓄电池被"深度放电"而造成蓄电池的实际使用寿命成10倍地缩短。
当蓄电池的放电速率为0.6C时,UPS的后接负载所需的蓄电池放电电流为蓄电池容量的60%。一旦市电停电,跟着停电时间的延长,蓄电池的端电压将逐渐下降。当放电时间为62min左右时,单元蓄电池的端电压将下降到它的"蓄电池电压过低自动关机"阀值1.67V(相对于2V蓄电池),从而迫使UPS进入自动关机状态,让蓄电池休止放电。而此时的"蓄电池电压过低自动关机"阀值比在0.6C放电速率下蓄电池所答应的临界关机电压值1.6V要高。所以,蓄电池是处于正常的放电状态,而被自动关机终止放电。
当科士达蓄电池的放电速率为0.l6C时,UPS的后接负载所需的蓄电池放电电流仅为蓄电池容量的16%,即用户的负载很轻,一旦市电停电,而且让蓄电池一直放电到因"蓄电池电压过低"而自动关机时,此时因为单元蓄电池的实际放电电压1.67V要比在0.16C放电速率时所答应的临界放电电压1.75V低,从而迫使蓄电池进入被“深度放电”的状态,必将造成蓄电池组过早地报废失效。
从上面的分析可见,为了能最大限度地获得最长的"安全放电时间",而又不致造成蓄电池被“深度放电”的枢纽是蓄电池电压过低自动关机电压”的阀值能跟着用户的负载量的大小而自动调整,并使它永远高于在该放电速率下所答应的临界放电电压值。近年来,因为数字信号处理技术和微处理器被广泛地应用在UPS中,UPS开发了防蓄电池被“深度放电”的蓄电池治理系统。