铅酸蓄电池放电特性研究与运行分析
来源:小九体育直播 发布时间:2024-02-29 20:48:00铅酸蓄电池是有线通信室电源系统的重要组成部分,它在市电正常时存储化学能量,当市电中断时它可将化学能转换为电能,为用电设备提供直流电源。本文通过收集近两年有线通信室的放电维护数据,研究蓄电池在放电维护过程中电流、截止电压、荷电状态等参数的变化特征,得到蓄电池健康分析报告,以便归纳总结出日后对蓄电池更为科学、安全、有效的维护管理方式。
阀控式铅酸蓄电池的特点在于它的密封性原理,即利用负极吸收原理,通过氧气复合循环来保证其密封性。氧气复合循环的原理是,在充电后期,正极开始析出氧气,当氧气扩散到了负极被负极吸收,此时的反应过程如下:
在上述充电过程中,氧气在正极生成,扩散后在负极被吸收的过程,就是氧气复合循环。另外,负极由于活性物质过量而在氧气复合循环的作用下始终处于未充足电量状态,使氢气不能析出,即充电过程中负极只发生如下反应:
阀控式铅酸蓄电池失效的根本原因有以下几方面:板栅腐蚀、水损耗、板栅延伸、热失控、负极板硫酸盐化和电池电压不均等,其中最常见的失效原因是正极板腐蚀。对阀控式铅酸蓄电池性能和劣化速度影响最大的是正极部分,其腐蚀速度的影响因素主要有腐蚀膜孔尺寸、极化、变形、活性物质性能变化等。
在电池储能系统中,建立电池外特性的精确模型对于有效管理电池最重要,然而建模过程并不简单。一方面,电池的外特性受到许多因素影响:另一方面,电池的可测信息非常有限。这就使得电池建模只可以使用有限的信息来描述诸多相互耦合因素影响的电池特性。
本文以电话站一楼第一组蓄电池为例,在恒流放电过程中,由于电池存在内阻,放电初期,电池电压迅速下降:在随后较长的一段时间内,电池电压随时间发生近似线性变化:电池将放空时,电压随时间发生非线性变化并迅速下降,如图1所示。这一规律对于不一样电池、不同电流的放电电压曲线是相同的。由于电池的非线性特性,因此放电电压曲线本质上是非线性的。
在较长一段时间内,电池电压随时间发生近似线性变化,用直线拟合就能够得到很好的效果,然而对于理想的光滑放电曲线,由于其非线性本质,线性段选取的越长,曲线拟合效果越差。另一方面,在实际系统中,测量的物理信号中会不可避免地掺杂干扰信号,对于具有线性规律的数据,使用数据越多,线性拟合效果越好。本文参考了文献[1]中的实验数据结果。
起始段的拟合标准差很小,这是由于放电初期电压曲线迅速下降,与此相比噪声可忽略不计,使得这段放电曲线近似为一条直线,最近一段时间很短,暂不考虑。随着线性段选取比例的增加,拟合标准差逐渐减小,而后又快速增大,大约在55%取得最小值,换言之,选取放电曲线%作为线性段是最合适的。线性段拟合结果可用下列公式表示:
式中,a表示线性段斜率,b表示放电可虚拟初始电压,t1表示线放电曲线非线性段的建模
参照文献[1]中的实验结果,图1表示的是放电曲线非线性段拟合的过程,这说明放电曲线的非线性段具有指数变化规律。放电曲线的非线性段可用下列公式表示:
式中,a和b是放电曲线用于拟合放电曲线与线性段拟合结果的残差,a1由放电曲线时刻放电曲线与线性段拟合结果的残差决定,t1是指数项的时间偏移,即放电曲线线性段的截止时间。
鉴于指数函数的特性,当t≤t1时,式(2)中指数项的影响很小,也就是说放电曲线的拟合曲线可以用一个统一的表达式表示:
由于有线C的标准做放电,因此将本文参考文献[2]中0.4C、100A条件下的拟合结果与实际放电结果进行对比。
将数据分别代入式(3)进行方程求解,得到验证数据,并与参考值对比结果如下,u(t)与t的关系式为:
由于组端截止电压设置为43.2V,因此将u(t)=43.2代入上式即可算出,当t=2.08h时,u(t)=43.2V,即估算的组端电压到达截止电压时的放电时间约为2.08h,相较要求提前完成放电1.5h的标准,仍为不合格,建议整组更换,与蓄电池维护厂商给出的意见一致。
本文提出了一种简单的电池放电特性建模方法,它是在分析了放电电压曲线特征与放电电流关系的基础上,建立了放电曲线数学模型。利用此办法能够估计出任意放电电流下的电压曲线,并据此估计出电池的剩余放电时间,为科室的蓄电池更换工作提供更多指导依据。毋庸置疑的是,抛开本文讨论的电压分段曲线建模,放电时蓄电池的温度、即时内阻也影响着蓄电池的放电时间,如果建立温度和内阻模型,能进一步准确地给出更多参考依据,因此在条件允许的情况下,建议公司更新可以监控温度、内阻等更多参数的放电仪。
关键字:铅酸蓄电池引用地址:铅酸蓄电池放电特性研究与运行分析上一篇:西门子PR2型隔离开关合闸不到位缺陷处理
摘要:针对通信机房电池失效机理,分析了电池衰退的基本原因,并提出了电池活化及修复的有效技术和方法。有关技术和方法的实施将会带来良好的经济效益。 关键词:阀控式铅酸蓄电池;劣化电池;修复技术;极板腐蚀;均衡充电;过度放电 中图分类号:TM912 文献标识码:D 文章编号:0219—2713(2005)06一0053—03 0 引言 随信息、能源、电子技术的加快速度进行发展,阀控式铅酸蓄电池(VRLAB)目前已被大范围的应用于电信运营、电力系统、通信专网、金融系统、交通系统、公安系统、石油煤炭、大型工矿企业等领域。 与普通的铅酸蓄电池相比,VRLAB由于采用了内部氧复合技术,大大缓解了电解液的损耗,从而使其能够在免维护状态下长期工作
1. 引言 本文以嵌入式 S3C2410为核心芯片,设计和实现了一种高速、高精度且具有一定解决能力的数据采集处理系统,并将其应用于工业过程水位和温度的实时监测。 在工业过程或实验室里,经常需要对多种信号进行同时采集及监测,以便实现性能分析、过程控制、系统恢复等目的。目前,常用的数据采集装置,多采用单片机实现,软件多采用单任务顺序机制,这使得系统不仅解决能力有限,而且存在稳定性差的问题。以嵌入式计算机为核心的嵌入式系统由于具有体积小、性能好、功耗低、可靠性高以及面向行业应用的突出特征,成为继 I T网络技术之后,又一个新的技术发展趋势 。 2. 系统总体设计 本设计采用以 ARM9为核心的 S3C241
管理系统原理及设计 /
阀控铅酸蓄电池,负极板上的少量氢析出和正极板栅的腐蚀都导致电解液水损失。 电池 槽对水蒸气的渗透可看作为一个失水源,但是对于实际的壁厚和适度的相对湿度,渗透很少。水蒸气也会随排出的氢气从蓄电池中流失,但作用很小。 用作备用 电源 的阀控铅酸蓄电池面临温度严峻的大气环境,尤其是在夏季高温大气环境中,由于浮充电期间的电解液水解。蓄电池易发生干涸或热失控,进而损害蓄电池性能。 浮充电期间发生的蓄电池干涸(dry—up)是充电电解引起电解液水损失并使蓄电池放电容量减少的一种现象。热失控(thermal runaway)是温度上升伴随引起蓄电池不正常热发生的充电电流增加,最后导致能使蓄电池损坏的干涸的一种现象。在蓄电池不低于60
1﹑引言 随着铅酸蓄电池质量的逐步的提升,其应用场景范围愈来愈普遍。要生产一只合格的铅酸蓄电池,一定要经过多道生产的基本工艺,而且每道生产的基本工艺都有严格的工艺技术要求。目前大部分蓄电池壳生产厂商在蓄电池池壳注塑后仅凭人工检测注塑效果,以剔除不合格品。而在池壳注塑过程中受温度及材质等因素的影响,池壳也许会出现气孔、毛毗等缺陷,由于小密铅酸蓄电池的池壳各单格相互连结的隔板比中、大密电池薄,小密蓄电池各单格之间的间距也较小,所以仅凭人工检测很难发现池壳的某些缺陷,等到半成品电池时再通过检验测试仪器剔除因此造成的不合格品就为时过晚,已经浪费了大量的人力、物力。针对这样的一种情况,我们参考国外相关成品电池密合度检测设备中的高压检测原理,成功开发出了物美价廉的池壳检
池壳检测中的应用 /
在现今这个以工业为主的社会中,后备直流 电源 的应用愈来愈普遍了,作为后备直流电源重要组成部分的蓄电池,其性能状况的优劣状态对于保证后备直流电源的正常运行就显得很重要。在蓄电池家族中,阀控铅酸蓄电池在直流后备电源中的应用愈来愈普遍了。 虽然阀控式铅酸蓄电池在电力操作电源普遍的使用,但由于阀控式铅酸蓄电池结构的特殊性,想尽可能地延长蓄电池的常规使用的寿命,就必须在运行中正确的使用蓄电池,而可靠地检测蓄电池的性能,并有明确的目的性地对蓄电池来维护就变得很迫切了。合理地选择及使用目前直流电源系统中的蓄电池和电池监测模块,对延长蓄电池的常规使用的寿命及相关设备的正常运行有很大的作用,为获得最大的安全效益和经济的效果与利益有着很重要的意义。 一铅
引言 蓄电池是大范围的应用于国防、交通运输、通讯、电力等国民经济各个部门的重要能源装置,是社会生产经营活动中必不可少的产品。蓄电池的常规使用的寿命是专业技术人员及使用人员普遍关注的问题,其由多方面因素决定,其中最重要的是蓄电池本身的物理性能。除此之外, 电池的管理技术、不合理的充放电模式是造成电池使用寿命缩短的根本原因。 如何高效、快速、无损地对蓄电池进行科学充电,一直是蓄电池界关心的问题,也是蓄电池使用和保养中很重要的内容。因此,研究先进的充电技术及充电装置是蓄电池领域重要的课题,它是涉及电力电子、自动测量与自动控制等技术的高端课题。 1 智能充电器硬件部分 充电装置硬件总体结构设计框图如图1所示,由主电路和控制电路两部
智能充电器设计 /
摘要:介绍了影响蓄电池常规使用的寿命的因素,并就容量测试技术的现在的状况进行了分析,结合实际介绍了蓄电池容量测试技术的发展的新趋势。 关键词:蓄电池;常规使用的寿命;容量测试技术;发展的新趋势 引言 随信息、能源、电子技术的加快速度进行发展,VRLA电池目前已被广泛地应用于邮电、通信、电力、交通、船舶、航空航天、应急照明等诸多领域。与普通的铅酸蓄电池相比,VRLA电池由于采用了内部氧复合技术,大大缓解了电解液的损耗,从而使蓄电池在免维护状态下长期服役,而且具有体积小、防爆、电压稳定、无污染、重量轻、放电性能高、维护量小等优点,所以深受各个行业的青睐。 但是,VRLA电池自上个世纪80年代投入实际使用以来,也出现了较多的问题和争议,甚至还对VRLA电池的
1引言 铅酸蓄电池被大范围的使用在邮电、铁路、电力以及其它通讯部门。它具有使用起来更便捷、稳定性很高、维护量少等优点,受到用户欢迎。 但在使用中,铅酸蓄电池组主要是作后备电源使用,且大多数时间处于浮充电状态。在此状态下,蓄电池组自放电发生的能量损失在浮充电过程中得到补偿;当直流供电设备出现故障时,由蓄电池对负载提供电能,保证负载的正常工作。但是电池组在浮充工作时,单体电池的端电压由于种种原因会出现不平衡现象,如果得不到立即处理将直接影响整组蓄电池的寿命。 2单体电池端电压不平衡分析 电池组在浮充工作时,充电设备对蓄电池组始终给出一个特定的浮充电压值和电流值,在长期的浮充电过程中,由于电池热力学因素(电解液浓度、温度、活性物质的状态等
组电压自动平衡仪 /
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