一種新型免維護(hù)蓄電池的設(shè)計(jì)與研究

一種新型免維護(hù)蓄電池的設(shè)計(jì)與研究

1控、保護(hù)系統(tǒng)usl意味著“停止電源”。您可以在電力中斷后繼續(xù)工作，并確保在能源網(wǎng)絡(luò)中智能監(jiān)控和保護(hù)系統(tǒng)早期存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，以便用戶不會(huì)因中斷而影響工作并失去數(shù)據(jù)。它在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和電力網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中,主要起到兩個(gè)作用:一是應(yīng)急使用;二是消除電涌、瞬間高電壓、瞬間低電壓、電線噪聲和頻率偏移等“電源污染”,改善電源質(zhì)量,為系統(tǒng)提供高質(zhì)量的電源。2產(chǎn)芯材料2.1儲(chǔ)蓄式鉛酸蓄電池、鎘鎳蓄電池、鐵鎳蓄電池、金屬氧化物蓄電池、鋅銀蓄電池、鋅鎳蓄電池、氫鎳蓄電池、鋰離子蓄電池等。2.2蓄電池放電過程鉛酸蓄電池的正極材料為二氧化鉛(PbO2),負(fù)極材料為鉛(Pb),電解液為硫酸溶液。當(dāng)用直流電源對(duì)鉛酸蓄電池充電時(shí),正極上發(fā)生氧化反應(yīng):負(fù)極上發(fā)生還原反應(yīng):隨著充電的不斷進(jìn)行,正極不斷釋放電子,電位越來越正;負(fù)極不斷積累電子,電位越來越負(fù);蓄電池逐漸充電,將電能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能而貯存在蓄電池內(nèi)。放電的電化學(xué)反應(yīng)過程與充電的電化學(xué)反應(yīng)過程相反,隨著放電的不斷進(jìn)行,正極不斷積累電子,電位越來越低,負(fù)極不斷釋放電子,電位越來越高;蓄電池逐漸放電,將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能而釋放給負(fù)載。另外,在充電時(shí),蓄電池電解液中的部分水分因電解反應(yīng)而電解成氫氣和氧氣。由于它們的消失,而使蓄電池中的電解液濃度升高。因此,一般鉛酸蓄電池必須定期補(bǔ)水。為此,發(fā)展了一種陰極吸收式密封技術(shù),可以將鉛酸蓄電池定期補(bǔ)水的時(shí)間延長(zhǎng),稱為免維護(hù)蓄電池。2.3放電電壓的確定1)電壓:電池的正極和負(fù)極的電位差。開路電壓:電池開路時(shí),正極和負(fù)極的平衡電極電位差(即電動(dòng)勢(shì));充電電壓:充電時(shí)的電池電壓。不同充電方式時(shí)的充電電壓不相同;放電電壓:放電時(shí)的電池電壓,亦稱工作電壓。終了電壓:規(guī)定的放電時(shí)的最低電池電壓。2)容量。電池在指定的放電條件下(溫度、放電電流、終了電壓)所能放出的電量。單位為安培·小時(shí)(A·h)。2.4放電電流對(duì)蓄電池釋放的影響1)蓄電池的充電特性。給蓄電池充電時(shí),應(yīng)該按照廠家的使用說明選擇充電電流和電壓。過大的充電電流會(huì)降低蓄電池的效率和壽命。2)蓄電池的放電特性。蓄電池的放電電流越小,電池電壓維持穩(wěn)定的時(shí)間越長(zhǎng)。相反,放電電流越大,電池電壓維持穩(wěn)定的時(shí)間越短。如果電池電壓下降到終了電壓以下還繼續(xù)放電,將影響電池的使用壽命。蓄電池的放電電流大小與蓄電池所能釋放的實(shí)際容量直接相關(guān)。放電電流越大,蓄電池所能釋放的實(shí)際容量越小,即蓄電池可供使用的效率越低。3)蓄電池的溫度特性。蓄電池所能釋放的實(shí)際容量與溫度直接相關(guān)。溫度越低,蓄電池所能釋放的實(shí)際容量越小,即蓄電池可供使用的效率越低。4)蓄電池的儲(chǔ)藏特性。蓄電池的儲(chǔ)藏時(shí)間越長(zhǎng),可供實(shí)際利用的容量越小。儲(chǔ)藏的溫度越高,殘留的容量越小。為此,應(yīng)該對(duì)長(zhǎng)期不用的蓄電池或很少停電的UPS的蓄電池定期充放電,以利于電池的使用和延長(zhǎng)壽命。2.5放電終止電壓的計(jì)算1)依照UPS電源中蓄電池充電回路電壓選用蓄電池的額定電壓。一般UPS電源中蓄電池充電回路電壓為110V,該值為96V蓄電池組的選用額定電壓12V的蓄電池8節(jié)。該蓄電池組的放電終了電壓Ei為85V。2)計(jì)算蓄電池組的最大放電電流Imax。其中:P為UPS電源的額定視在功率;COSΦ為負(fù)載的功率因數(shù);η為逆變器的效率。3)由放電特性曲線的橫軸延時(shí)時(shí)間要求和縱軸放電終了電壓查出放電速率XC。5)由溫度特性曲線的橫軸最低溫度要求和放電速率在縱軸上查出可利用的電池容量百分?jǐn)?shù)Y。7)計(jì)算事例。已知:UPS電源的額定視在功率P為1KVA;負(fù)載的功率因數(shù)COSΦ為0.8;逆變器的效率η為0.8。選用額定電壓12V的蓄電池8節(jié)。該蓄電池組的放電終了電壓Ei為85V。要求:在UPS電源的使用溫度范圍要求:-10℃~40℃和UPS電源由蓄電池供電的時(shí)間:不小于1小時(shí)的條件下,選擇蓄電池組的額定安時(shí)數(shù)。計(jì)算如下:1)將已知條件:UPS電源的額定視在功率P,負(fù)載的功率因數(shù)COS,逆變器的效率η,蓄電池組的放電終了電壓Ei帶入公式(1)中。Imax≤11.76A。2)由放電特性曲線的橫軸延時(shí)時(shí)間要求1小時(shí)和縱軸放電終了電壓85V查出放電速率XC=0.5C。3)將Imax和X值帶入公式(2)中計(jì)算蓄電池組的安時(shí)數(shù)C1。C1=23.52Ah。4)由溫度特性曲線的橫軸最低溫度要求-10℃和放電速率0.5C在縱軸上查出可利用的電池容量百分?jǐn)?shù)Y=50%。5)將蓄電池組的安時(shí)數(shù)C1和可利用的電池容量百分?jǐn)?shù)Y值帶入公式(3)中計(jì)算最終蓄電池組的安時(shí)數(shù)C2。C2=47.04Ah。6)結(jié)論為:在上述已知條件和使用要求時(shí),應(yīng)當(dāng)選擇蓄電池組的額定安時(shí)數(shù)為50Ah。2.6蓄電池的充電蓄電池應(yīng)儲(chǔ)存在清潔,通風(fēng)良好,環(huán)境溫度適宜的庫房?jī)?nèi);要遠(yuǎn)離熱源,避免陽光照射。蓄電池不宜帶電液長(zhǎng)期儲(chǔ)存,應(yīng)該定期正常充電。不同容量,不同性能,不同新舊,不同廠家的蓄電池不能聯(lián)接在一起使用。蓄電池充電時(shí),應(yīng)注意按照廠家產(chǎn)品說明,控制充電電壓和電流,以防過壓和過流充電導(dǎo)致蓄電池性能下降和壽命縮短。放電時(shí)放電電流不宜過大,更要避