EPS蓄电池的自行放电和极板逐渐硫化是铅酸蓄电池不可避免的"渐生故障",只是随着对产品材料和工艺日趋严格的要求,如变铅锑合金为铅钙合金,又逐步变为"全程免维护"而已。有些人习惯仅使用电压表或万用表的电压档不加负载来检查EPS蓄电池的存电是否充足,这是很不可靠的。因为即使是启动放电终了的EPS蓄电池,只要一旦停止放电,EPS蓄电池的正负极板和电解液之间马上就能够达到开路电压--电动势,马上就能恢复它们之间的电位差,每单格约2.1V,整个电池约12.6V以上。单单测量电压时,消耗电流极少,故而不会在电池内部产生大的压降,所以显示电压并不低,但若加上相当的负载,如前照灯(10~15A)、喇叭(6~12A),电瓶便会使灯光暗淡、喇叭沙哑,从而显示出存电不足。
当电解液液面过低时,两只小球都将下落到极限位置,此时观测孔上呈"外红内无色"(中心呈无色透明圆点,周围是红色圆环),表示电解液不足,说明EPS蓄电池不能继续使用,必须更换。如果这种检测栓装在干荷蓄电池上,则表示必须添加蒸馏水。英文说明标示为"Adddistilledwater".
EPS蓄电池是一种易损耗的大型零部件,其寿命长的可达10-12年,短的5-8年,EPS蓄电池经常放电却又充电不足,EPS蓄电池寿命反而更短。
EPS蓄电池工作原理:充电时利用外部的电能使内部活性物质再生,把电能储存为化学能,需要放电时再次把化学能转换为电能输出。当EPS蓄电池电量不足,电解液密度过低时,蓝色小球下沉到极限位置,则观察孔呈现"内红外无色"(中心呈红色圆点,周围是无色透明圆环),表示EPS蓄电池亏电严重,必须立即充电,英文说明标为"chargingnecessary".
EPS蓄电池日常维护方法解析:
1
测量浮充电压法
2
容量测量法
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内阻或电导测试法
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传统的离线容量测试法
此种检测方法测量电池的容量数值准确,能够清晰的判别电池是否为失效电池。但此种方法存在下列缺陷:
1、电池须脱离系统,若这期间市电突然中断,另一组电池能否独撑?增加系统瘫痪风险。
2、笨重的电热丝需要多人搬运,且至少须一人测量一人记录数据。
3、个别电池端电压可能在两次测量间隔期间突然降至截止电压以下,造成过度放电,工作量过大,难于全面进行。
4、整组EPS蓄电池须花费二十几小时充电,有时需离线之整流器,且易造成某几个电池过充。
5、须消耗大量之电能与热能。
EPS蓄电池间连接松动
根据能量计算公式:Q=I2RT(Q代表能量,I代表电流,R电表电阻,T代表时间)可知,蓄电在放电的过程中会放出一定的热量,放电电流和电阻值越大,放出的热量也就越大。电池间连接松动会导致接触电阻增大,并且会随着时间的推移而加大。当使用蓄电池进行输出时,电流经过该部位会引起发热,流过的电流越大,持续时间越长,发热量就会越多,温度就会不断升高。当温度上升到一定程度时,就会引起电池端子发热导致外壳材料炭化,ABS冒烟起火。
EPS蓄电池热失控
蓄电池的热失控指的是电池过充或环境温度过高导致充电电流过大,产生的热量将使电池进一步升温。电池的温度升高会导致电池的内阻下降,内阻的下降又加强了充电电流。温度升高和电流的增大互相促进,使电池内部温度可以高达120℃以上,软化ABS外壳(ABS软化点90℃左右),从而发生电池的膨胀,漏液,起火。
需要注意的是正常浮充的电池在寿命中后期也可能会发生热失控,原因是充电末期电池会发生电解水反应,而氧复合的效率并不能达到100%,不断的电解液损耗会导致隔板的饱和度下降,这会增加密封蓄电池的氧复合的电流,不但增大电池的浮充电流,加速了电池的发热和进一步的失水,并最终引发热失控。所以说浮充本质上也是一种过充电。
如果电池出现过充电,电池内部电解水的速率将会加快,这些气体来不及被吸收,会不断积累,当电池内部压力超过开阀压后排出氢氧混合易燃易爆气体,如果站点密封较好,在外部有火花时即容易引燃引爆。
蓄电池容量配置的是否公道,直接影响风力发电的各项技术经济指标。容量选的小了,多风时发出的富余电量得不到充分储存。容量选的太大,一则增加投资;二则蓄电池可能会长期处于充电不满状态,将会影响蓄电池的效率和使用寿命。表一为蓄电池在风力发电设备中所占投资情况。
蓄电池有多种类型,目前,风力发电普通采用于荷铅酸蓄电池。这种电池灌液后,经过30分钟,待液温为l 5℃时即可使用,不需要进行初充电。对刚刚安装风力机,又不具备初充电条件的偏远地方,立即可以用电,是很优越的。这种电池的缺点是体积和重量较大,搬运不方便。市场销售的铝酸蓄电池多是机动车启动用电池,其极板结构和制造特点,使用在风力发电的充放运行条件下,是不适合的,使用命短,一般只有2~3年左右。在容量较大的风力发电站中,最好采用固定型防酸隔爆式铅蓄电池,这种电池具有容量大,电液比重较低(15℃时约在1.21左右),减少对极板和隔板的腐蚀,可延长蒸发时间,还有防渗漏措施,减少了对地的放电。
过充电对蓄电池使用寿命有很大影响 1) 可用VRLA蓄电池腐蚀模型来解释:在蓄电池正极电位由于过充电升高到一定电压时,正极开始析氧,腐蚀速度急剧增加,铅版栅开始出现多孔性PbSO4,造成VRLA蓄电池寿命缩短。 2) VRLA蓄电池浮充电流对温度极为敏感,温度每变化10 ℃,电流成倍变化,同一充电电流下,温度升高,浮充电压降低。因此如果不进行温度补偿可能使控制器过早关断而电池实际未充满,长期使电池形成记忆效应,容 量下降;而过充电使蓄电池起了水的电解槽作用,产生过热和失水,电解液损失,造成蓄电池失效。对蓄电池充电电压要按照产品说明书进行温度补偿,同时要对过 充阀值进行温度补偿。
新旧电池组不能混用 在设计备用电源蓄电池容量时要考虑主设备的扩容情况,新旧电池组不能混用,否则在市电中断时大电流放电或充电将有安全隐患存在。2000年广东发生了由于在不同时间投入蓄电池组在送负荷时由于老化程度不同造成相继跳闸的电源事故。
电池是将化学能或物理能直接变成电能的储能装。可分为化学电源和物理电源两大类。化学电源包括一次电池和二次电池(即蓄电池)两类,前者只能一次性使用,如手电筒用的锌锰电池;后 者可反复 充放电多次使用,如铅酸蓄电池,镉镍电池,氢镍电池等。
随世界工业
固定型铅酸EPS蓄电池运行的几种方式
1.浮充运行
固定型铅酸EPS蓄电池一般都采用“浮充电”方式运行。所谓“浮充电”运行即EPS蓄电池组与充电设备并联负荷正常由充电设备供给,同时,用小电流( 此值约等于0.03AH/36,其中AH为EPS蓄电池的额定容量) 向EPS蓄电池充电,以补偿EPS蓄电池的自放电损失。
按浮充电运行的EPS蓄电池应经常处于满充电状态,实际容量必须满足厂(站)全停,突然承受最大事故负荷时所需的供电容量(A.h)和输出电压水平。以保证在整流装置失去电源时供给直流负荷的需要和防止极板老化。
按浮充方式运行的EPS蓄电池,每3 个月必须实行一次核对性的放电,放出EPS蓄电池的50% ~ 60%,放到终止电压达到制造厂家所规定,放电完了后立即进行充电。如在该期间内曾经由于整流装置故障,致使EPS蓄电池做过强迫放电,则可以不再进行核对性放电。
浮充电运行的EPS蓄电池组,一般宜采用恒压方式运行,如采用恒流方式时,也应控制单体电池电压。单体电池浮充电压的上下限,必须遵照制造厂家的《使用维护说明书》或《运行规程》的要求。如确实无法查找到说明书时,单体电池浮充电压可控制在2.15V~2.18V之间为宜。
EPS蓄电池的浮充电压是以一定的环境温度( 如20℃、25℃等) 为基准的,如EPS蓄电池室温长期偏离基准温度,浮充电压就应根据厂家规定做相应的调整。
EPS蓄电池的浮充电压是实施浮充运行方式的最主要的一个指标。选择浮充电压的主要依据有2 条: ①浮充电流足以抵偿EPS蓄电池自放电损失; ②当EPS蓄电池突然放电后,浮充能在较短的时间内补足损失的电量。
2.全充放运行
无论EPS电池以哪一种放电率放电,均不允许过放,放电容量及终止电压不能低于产品说明书中的规定。采用这种运行方式的EPS蓄电池,每3 个月应进行一次均衡充电。
3.备用EPS电池
备用EPS电池的目的,一旦电池组中某一EPS电池发生故障,为保证电池组的正常运行,可随时用备用EPS电池顶替。备用EPS电池应定期(3个月或6个月)补充电,使备用EPS电池始终具有较理想的容量。备用EPS蓄电池的电解液密度应保持在厂家说明书中的规定值。
台湾EPS蓄电池基本参数说明
台湾EPS蓄电池额定电压:12V电池正常工作的电压。 额定容量:例如:EPS蓄电池28Ah(20hr,1.75V/cell,25℃) 是指在 25℃时,20 小时放电(即 2.8A)使单个EPS蓄电池电压降到 1.75V 所放出的容 量,折算到 1 小时放电的安培值。 尺寸:长、宽、高、总高。 内阻:例如:4.0mΩ(25℃,充满电) CCA:冷启动电流值:在-17.8℃和-28.9℃条件下,充满电的 12V 蓄电池在 30s 内,其端电压下降到 7.2V 时,EPS蓄电池所能供给的最小电流。 储备容量(25℃) :完全充足电的 12V EPS蓄电池,在 25±2℃的条件下,以 25A 恒 流放电至EPS蓄电池端电压下降到 10.5±0.05V 时的放电时间。 环境温度:电池工作的温度,有的细分充电温度与放电温度。 DODxx%:电池用掉 xx%的电。如: “DOD80%,700 次”则说明电池每次都用 去 80%的电,可循环使用 700 次。 最大充电电流:例如:4.5C20。是指在以 20 小时放电为标准的电池容量数值乘 以 4.5 即为最大充电电流。 最大放电电流:算法同上,即为最大的放电电流。 循环充电电压:也有叫浮充电压, 是指将蓄电池组与电源线路并联连接到负载电 路上, 电源线路仅略高于蓄电池组的断路电压,由电源线路所供的少量电流来补 偿蓄电池组局部作用的损耗,以使其能经常保持在充电满足状态而不致过充电。 电极 L 或 R:有正极、反极电池之分。区分方法: 1、在外包装或者电池上,反极电池一般会标注"L"字样。正极电池一般不标注。 2、面对电池极柱靠近自己一侧,正极电池‘+’极柱在电池左侧,反之在右侧。 比能量: 体积能量密度:以 wh/L 为单位,体现单位体积下电池可以存储的能量大小。 重量能量密度:以 wh/kg 为单位,体现单位重量下电池可以存储的能量大小。 比功率:以 kw/kg 为单位,体现单位重量下电池可以输出的功率。
EPS蓄电池三段式充电
一、恒流段:当电池电压较低时,为了避免充电电流过大损坏电池,应该限制充 电电流不能过大,又为了缩短充电时间,应使用最大允许充电电流充电。恒流充 电阶段为主充电阶段,电池已经充入约 85~90%的电量。 二、恒压段:保持这个恒定的电压对电池充电,在恒压充电过程中,电池电压会 越来越高,电流会越来越小,当充电电流下降到 0.5C 时,恒压充电结束。 三、浮充段:浮充电阶段实际上也是恒压充电,在这个阶段的充电电压一般控制 在 13.6~13.8V 左右,充电电流较自放电电流略大,一般为 0.01~0.03C 左右。通 过涓流充电,可以将电池电量充到接近 100%。
EPS蓄电池外壳文字说明
例如:6-QAW-100-D 6:代表串联的电池数,每个 2V,即 12V
Q:表示蓄电池的功能,Q 即启动型。 M 为摩托车用蓄电池、JC 为船舶用蓄电池、HK 为航空用蓄电池、D 表示电 动车用蓄电池、F 表示阀控型蓄电池。 A:表示蓄电池的类型,A 为干荷蓄电池,H 为湿荷蓄电池,不标为普通蓄电池。 W:表示是否需要维护,W 是免维护,S 是少维护。 100:表示蓄电池的容量,100Ah。 D:D 表示低温启动性好,HD 表示高抗振型,DF 表示低温反装。
EPS蓄电池基本种类及优缺点
EPS蓄电池优点:可靠性好、原材料易得、价格便宜;比功率(150~400w/kg),基本 上能满足电动汽车的动力性要求。 缺点;比能量低(35~45wh/kg),所占的质量和体积太大,且一次充电行驶 里程较短;使用寿命短(300~400 次)。 阀控式铅酸蓄电池:优点:比能量与比功率更高,可以免维护。 缺点:电池自身散热差,对工作温度有一定要求。 卷绕式阀控铅酸蓄电池:优点:放电倍率更高,高低温性能更好,寿命长。 缺点:结构工艺复杂,国内产品质量还有待提升。 镍氢蓄电池 优点: 循环使用寿命较长 (>600 次) , 无记忆效应, 比能量较高 (65wh/kg) , 比功率较高(800w/kg)。 缺点:价格较高。 锂离子电池 优点:高电压、比能量高(155wh/kg)、比功率高(315w/kg)、无污染、 无记忆效应、使用寿命长(>1000 次)。 缺点:成本较高,必须要有特殊的保护电路。 镍镉电池 优点:其比能量(55wh/kg)与比功率(超过 190w/kg),可快速充电,循 环使用寿命较长(>2000 次)。 缺点:有记忆效应,易造成环境污染,价格是铅酸电池的 4 到 5 倍。 钠硫蓄电池 优点:比能量高(>100wh/kg),可大电流、高功率放电,自放电率低。 缺点:其工作温度在 300~350℃,所以需要一定的加热保温。而因为高温 腐蚀严重,电池寿命较短(采用真空绝热保温可达 1200 次)。 镍锌蓄电池 优点:高比能量(60wh/kg)、高比功率和大电流放电,自放电量低,使用 寿命较长(>500 次)。 缺点:价格仍稍贵。 锌空气EPS蓄电池 优点:比能量高(230wh/kg),体积小,抽换锌极“充电”,速度快,正负 极材料便宜。 缺点:放电时需要空气中的氧气,无法密封,结构难题难以解决。
EPS蓄电池要根据容量来选择,容量选的太大,一则增加投资;二则EPS蓄电池可能会长期处于充电不满状态,将会影响EPS蓄电池的效率和使用寿命。今天给大家说说EPS蓄电池容量计算方法。
1.电量平衡计算法
a.根据当地气象部门提供的风速资料,以十天为一时度,逐旬分别统计风机起始工作风速至停机风由范围内的不同风速发生小时数。
b.根据选用的风力发电机的P=f(V)特性曲线和风速资料,计算—台机逐旬所能发出的电量,并绘出其全年发电量过程曲线。
c.根据用电信况,计算出逐旬的用电量,并给出全年用电量过程线。
d.比较发电量和用电量过程线,以发电少于用电差值最大的时段的电量来确定所需蓄电池容量。
2.经验计算法
根据我们试点的经验,在察右后旗、商都地区的风况下,也可采用以下公式简便估算所需电池容量。
式中:Q——所需配置EPS蓄电池容量(安时);
p——负载功率(瓦);
t——日用电小时数;
U——标准蓄电池电压(一般为12伏);
n——电池储备周期系数; (根据风况而确定,一般取3~8天)
K——放电控制系数、(取0.75~ 0.8) 上式考虑了:①用电设备的额定功率,②当地气象情况,即无风期平均时间,③为了防止蓄电池过放电,放电应控制在一定程度。 案例,安装一台100瓦机,供3户用电,每户装设12伏15瓦的灯泡2只平均每天照明5小时,计算所需配置的蓄电池容量。 (储备系数取6,放电控制系数取0.8) 代入公式得:选用6块l 2伏48安时EPS蓄电池,总容量288安时。
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阀控式密封铅酸EPS蓄电池(VRLA)
因其体积较小、密封性能好、绝少维护而被广泛应用于各类UPS电源中。VRLA防止电池内部电解液流动有两种技术方法:一种是将硫酸电解液与SiO2,胶体混合后充满电池内部,制成胶体电池(简称GEL)。这类产品产量较低,约占VRLA电池总量的15%!另一种是利用超细玻璃棉将电解液不饱和地吸附住,制成吸液式电池或贫液式电池(简称AGM)。由于后者具有较好的大电流放电性能,在UPS系统中较多采用,国内厂家也大多生产AGM蓄电池。
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长寿命EPS蓄电池
长寿命EPS蓄电池属于铅酸蓄电池的一种发展分类,最简单的做法,是在硫酸中添加胶凝剂,使硫酸电液变为胶态。电液呈胶态的电池通常称之为胶体电池。广义而言,长寿命EPS蓄电池与常规铅酸电池的区别不仅仅在于电液改为胶凝状。例如非凝固态的水性胶体,从电化学分类结构和特性看同属胶体电池。又如在板栅中结附高分子材料,俗称陶瓷板栅,亦可视作胶体电池的应用特色。近期已有实验室在极板配方中添加一种靶向偶联剂,大大提高了极板活性物质的反应利用率,据非公开资料表明可达到70wh/kg的重量比能量水平,这些都是现阶段工业实践及有待工业化的胶体电池的应用范例。长寿命EPS蓄电池与常规铅酸电池的区别,从最初理解的电解质胶凝,进一步发展至电解质基础结构的电化学特性研究,以及在板栅和活性物质中的应用推广。其最重要的特点为:用较小的工业代价,沿已有150年历史的铅酸电池工业路子制造出更优质的电池,其放电曲线平直,拐点高,比能量特别是比功率要比常规铅酸电池大20%!以上,寿命一般也比常规铅酸电池长一倍左右,高温及低温特性要好得多。
EPS蓄电池在使用一定时间后应进行定期检查,如观察其外观是否异常、测量各电池的电压是否平均等;如果长期不停电,电池会一直处于充电状态这样会使电池的活性变差,因此即使不停电,UPS也需要定期进行放电试验以便电池保持活性。 放电试验一般可三个月进行一次,做法是UPS带载--最好在50%以上,然后断开市电,使UPS处于电池放电状态,放电持续时间视电池容量而言一般为几分钟至几十分钟,放电后恢复市电供电,继续对电池充电。 EPS蓄电池的检查 蓄电池都会有自放电现象(SELF-D1SCHARGE),如果长期放置不用,会使能量损失掉,因此需定期进行充放电。
工程人员可以通过测量电池开路电压来判断电池的好坏,以12V电池为例,若开路电压高于12.5V,则表示电池储能还有80%以上,若开路电压低于12.5V,则应该立刻进行补充充电,若开路电压低于12V,则表示电池存储电能不到20%,电池有不堪使用之虞。 免维护电池由于采用吸收式电解液系统,在正常使用时不会产生任何气体,但是如果用户使用不当,造成电池过充电,就会产生气体,此时电池内压就会增大,会将电池上的压力阀顶开,严重的会使电池鼓涨、变形、漏液甚至破裂,这些现象都可以从外观上判断出来,如发现上述情况应立即更换电池。
EPS蓄电池在使用之前,务必要了解电池内部是如何进行反应的,懂得可这些,才懂得如何正确的去使用蓄电池。在电池充电的过程中,电池能量又是如何去转化的,这些您必须了解,懂得电池充电过程中发生的物质转换,才可以使蓄电池在使用的过程中能够更好的充电,从而使蓄电池的寿命得到增加。蓄电池因为放电时在阳极板,阴极板上发生的硫酸铅会在充电时被分解康复为硫酸、铅和过氧化铅,因此在电池里电解液的浓度,也就是说电解液比重上升,逐渐回复到放电前的浓度,此改变显示出蓄电池中的活性物质已康复到从头供电的情况,当南北极的硫酸铅被恢复成原本的活性物质时,相当于充电完结,而阴极板就发生氢,极板发生氧,充电到晚期,电流都用在水的电解上,电解液就会削减,如果发展成此状况,就应该立刻给电池补充蒸馏水。
EPS蓄电池过充是充电器的原因,蓄电池里有许多可供电离的溶液,插上电源电流就通过铅板(有些电池不是铅)电离溶液,电能转化为化学能,使用时,溶液会转化为电能通过电极输送出去。
充电器都有安全充电电压设置,如48V的蓄电池,充电电压设定在59.V以内。EPS蓄电池在放电过程中,电压会逐步下降,当再次给电瓶充电时,充电器的红灯会亮起,表示充电进行时,当电能不断的输入电瓶后,电压会不断升高,直至接近或等于充电电压时充电器绿灯会亮起,此时,充电停止或涓流充电。
如果使用劣质充电器或长期随车携带震动引起充电器参数变化或故障,引起充电电压和电流偏高,电压升高的结果就会加剧电池内部的热反应,轻则EPS蓄电池外壳会变形(膨胀),重则致使蓄电池被充爆。其次是因为EPS蓄电池间电压的不平衡性造成“过充”。
EPS蓄电池使用时间不长就存电不足,发动比较缓慢困难,喇叭声音变小、灯光变暗等都说明EPS蓄电池在“跑电”。
头天收车时存电尚足 ,第二天起动机就转动无力 ;发动机熄火时间稍长 ,再起动就有困难 ;灯光暗淡 ,喇叭不响。应检查EPS蓄电池的导线有无搭铁。
若不搭铁 ,可用高率放电计检查每个单格电压 ,每小时检查一次。如开始电压达到某一数值 ,瞬即迅速下降 ,严重时下降至0 ,说明极板之间有短路故障。应打开EPS蓄电池盖 ,用玻璃管提取电解液 ,如电解液混浊 ,说明电解液含有杂质。此时应取出极板 ,抽出隔板观察 ,如隔板有穿孔现象 ,说明故障是隔板穿孔所致。
此外还应检查EPS蓄电池表面是否太脏和是否有电解液溢出。
蓄电池就是充电电池,在用到没电或电量不足时可以再次充电使用。想要蓄电池使用的时间更长久,就要在使用上注意一些,今天小编给大家说说使用EPS蓄电池要注意什么?
1.EPS蓄电池过度放电和EPS蓄电池长时间的开路闲置不用,都会使得EPS蓄电池内部产生大量的硫酸铅,并吸附到EPS蓄电池阴极上,形成所谓的阴极“硫酸盐化”,结果造成了EPS电池内阻增大,EPS蓄电池的可充放电性能受到影响。目前常用的密封式铅酸EPS蓄电池的使用寿命大约为3~5年。
2.对于大多数UPS电源来说,当EPS蓄电池每次放电完毕后,可利用内部充电回路进行浮充。为保证EPS蓄电池重新置于饱和充电状态,一般需要的充电时间为10~12小时。充电时间不够会使EPS蓄电池处于充电不充分状态,使EPS蓄电池实际可供使用的容量远远低于标称容量。在市电电压低于200V时,部分UPS电源已不能利用内部充电回路对EPS蓄电池进行饱和充电了。
3.为保证EPS蓄电池具有良好的充放电特性,长期闲置不用的UPS电源(UPS电源停机10天以上),在重新开机使用之前,最好先不要加负载,让UPS电源利用机内的充电回路对EPS蓄电池浮充10~12小时后再进行使用。对于使用后备式UPS电源的用户来说,若UPS电源长期工作在后备工作状态,建议每隔一个月,让UPS电源处于逆变器状态工作至少2~3分钟,以便激活EPS电池。