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凯鹰蓄电池厂家代理

凯鹰蓄电池厂家代理  


凯鹰蓄电池电池寿命与UPS的可靠性关联分析
即使UPS使用的是同样的电池技术,不同厂家的电池寿命大不一样, 这一点对用户很重要,因为更换电池的成本很高(UPS售价的30%)。 电池故障会减小系统的可靠性,是非常烦人的事情。

电池温度影响电池可靠性

温度对电池的自然老化过程有很大影响。详细的实验数据表明温度每上升摄氏5度,电池寿命就下降10%,所以UPS的设计应让电池保持尽可能低的温度。所有在线式和后备/在线混合式UPS比后备式或在线互动式UPS运行时发热量要大( 所以前者要安装风扇),这也是后备式或在线互动式UPS电池更换周期相对较长的一个重要原因。APC UPS电池的温度降到最低了,所以它能更好地满足系统可靠性要求。

电池充电器设计影响电池可靠性

电池充电器是UPS非常重要的一部分,电池的充电条件对电池寿命有很大影响。 如果电池一直处于恒压或“浮充”型电池充电状态,则UPS 电池寿命能最大程度提高。事实上电池充电状态的寿命比单纯储存状态的寿命长得多。因为电池充电能延缓电池的自然老化过程,所以UPS无论运行还是停机状态都应让电池保持充电。

所有APC UPS无论运行还是停机状态电池都处在充电状态,市场上的很多UPS没有这种功能。虽然这一功能使UPS 成本提高, 但如果考虑到更换电池的花费, 则UPS总的使用成本降低了。

电池电压影响电池可靠性

电池是个单个的“原电池”组成,每一个原电池电压大约2伏, 原电池串联起来就形成了电压较高的电池,一个12伏的电池由6个原电池组成,24 伏的电池由12个原电池组成等等。UPS的电池充电时,每个串联起来的原电池都被充电。 原电池性能稍微不同就会导致有些原电池充电电压比别的原电池高,这部分电池就会提前老化。只要串联起来的某一个原电池性能下降,则整个电池的性能就将同样下降。试验证明电池寿命和串联的原电池数量有关,电池电压越高,老化的就越快。

UPS容量一定时,设计时应尽可能让电池电压最低,这样UPS电池寿命就越长,对于电池电压一定时,应选择数量少电压高原电池串联的电池,不要选择数量多电压低的原电池串联的电池。有些厂家UPS的电池电压比较高,这是因为容量一定时, 电压越高,电流就越小,就可选用较细的导线和功率较小的半导体, 从而降低UPS成本。容量1KVA左右的UPS的电池电压一般为24 ̄96V。这种容量等级的APC UPS 如Smart-UPS 1250电池电压选择了最低的24V。

APC UPS较低的电池电压相对延长了电池寿命,APC UPS电池寿命为3 ̄5年,而有些UPS的电池典型寿命只有1年!在UPS十年的使用期里,更换电池的成本比UPS本身售价高出两倍!虽然这类UPS设计比较容易,成本也较低, 但“潜在的”更换电池则成本很高。

电池纹波电流影响电池可靠性

理想情况下,为了延长UPS电池寿命, 应让电池总保持在“浮”充电或恒压充状态。这种状态下充满电的电池会吸收很小的充电器电流,它称为“浮”或“自放电”电流。尽管电池厂商如此推荐,有些UPS的设计(很多在线式) 使电池承受一些额外的小电流,称为纹波电流。纹波电流是当电池连续地向逆变器供电时产生的,因为据能量守恒原理,逆变器必须有输入直流电才能产生交流输出。这样电池形成了小充放电周期,充放电电流的频率是UPS输出频率(50或60Hz)的两倍。

普通后备式、APC在线互动式或后备/铁磁式UPS不会有纹波电流,其它设计的UPS会产生大小不等的纹波电流,这取决于具体的设计方法。只要检查一下UPS的结构图就能知道该UPS能否产生纹波电流。

如果在线式UPS的电池在充电器和逆变器之间,那么电池就会有纹波电流,这是普通的“双变换”UPS。

如果用截止二极管、继电器、变换器或整流器把电池与逆变器隔离开,那么电池就不会有纹波电流。当然这种设计的UPS不总是一直“在线”,所以这种UPS被称为“混合后备/在线式”UPS。

总结

电池是UPS系统中最不可靠的部分,但是UPS设计得好坏直接影响到电池的可靠性。让电池一直保持充电状态(即使UPS停机)能延长电池的寿命, 尽量避免选用电池电压高的UPS。有的UPS设计会使电池产生纹波电流,造成电池不必要的过热。大多数UPS使用的电池都差不多,但UPS设计不同会大大影响电池的寿命。

凯鹰蓄电池产品性能:

放电

(1)电池不宜放电至低于预定的终止电压,否则将导致过放电,而反复的过放电则会导致容量难以恢复,为达到最好的工作效率,放电应0.05-3C 之间,放电终止电压如下表1所示

(表1)放电电流和放电终止电压 放电电流 (A)

放电终止电压 (V/ 单体 )

(A) < 0.1C


1.90


(A) < 0.2C


1.80


0.2C < (A) < 0.5C


1.70


0.5 < (A) < 1.0C


1.60


1C < (A) < 2C


1.50


3C < (A)


1.30


(2)放电容量


◆放电容量与放电电流的关系,图1为FM、JFM系列 电池在不同的放电率条件下放出的容量,从图中可看出,放电倍率越大,电池所能放出的容量越小。


◆温度作用


电池容量亦受温度的影响,过低温度(低于15℃,5℉.)则会降低有效容量,过高温度(高于122℉.50℃)则会导致热失控并损害电池.


充电


(1)浮充(限制电压,控制电流)使用: 浮充电压2.25V~2.30V/单体,最大电流不得大于0.25C10,电池浮充电流调到小于2mA /AH.(25℃)。请参见表(2)。


(表2)充电方法与充电时间


充电方法


充电时间 (h)


周围温度 ( ℃ )


恒压充电


6-12


5 -35


恒流充电


6-12


(2)循环使用(充电即停,放完电即充):充电电压2.4 V/单体,最大充电电流不得大于0.25C10.


(3)温度补偿电池在5~35℃范围内工作时,不必对充电电压进行补偿,当温度低于5℃或者高于35℃时,建议对充电电压作适当的调整,调整标准为浮充时 干3mv/℃/单体,循环使用时干4mv/℃/单体(温度以25℃为基准)。


(3)过充电


电池充足电后再补充电则称为过充电,持续的过充电将会缩短电池的寿命。


使用寿命


以下因素将可能缩短电池的使用寿命:


★重复的深放电


★重复的浅充电后的深放电


★外界温度过高


★过充电—特别是涓涓浮充充电


★过大的充电电流


★当充好电的电池如果长时间未使用,特别是在高温环境下,将会导致自放电和容量的减少。


容量保持和储存


l自放电


(1)当一经充电之电池若经长期储存,则其容量将逐渐减少,并成为放电状态,此种现象称为自放电,且这现象是无法避免的。即使电池未使用过,也会因电池内部起化学及电化学反应而造成自行放电,现将铅酸蓄电池的自行放电之情况分述如下:


A.化学因素不论是阳板(PbO2)还是阴板(Pb)的活化物质,都需经分解或逐步与硫酸反应(电解液),而转变成较稳定之硫酸铅,这个过程也就是自行放电。


B.电化学因素由于不纯物质的存在,电池内部会形成局部电路或与两极发生氧化还原反应,而造成自行放电。力能电池电解质因杂质含量极低,因而自放电量非常小,这源于电池的超强保持特性。


(2)电池的自放电与储存温度有着密切的关系


电池放电后应立即充电,不可将电池在放电后长期搁置;不需要用的电池搁置一段时间后应进行重复补充电,直至容量恢复到储存前的水平。


当容量仅为或低于额定容量的40%时(开路电压25℃时低于6.3V/12.63V),应用均衡充电以使容量恢复。


常温下应三个月一次对电池进行补充电,(补充方法请参见表3)低温下电池可储存更长的时间,例如电池储存于15℃,无潮湿,干净及无阳光照射的地方,在进行必要的补充电前,可保持12个月以上。


储存温度


建议补充电间隔


补充电方式


低于 25 ℃( 77 ℉)


每三个月


定电压充电 2.3V/cell 充 16 至 24 小时


定电压充电 2.45V/cell 充 5 至 8 小时


定电流为 0.05CA 充 5 至 8 小时


25 ℃( 77 ℉)


每三个月


30oC


尽量避免储存



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