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德國陽光蓄電池管理技術
時間:2019-12-20

相關資料表明,造成蓄電池的實際容量(Ah)下降內陽增大等老化的主要原因是:在蓄電池不斷的充放電過程中,所造成的蓄電池內部陽極極板鈍化和水分揮發丟失。顯然,一日在蓄電池內部過早地出現上述現象,必然會造成蓄電池的實際使用壽命遠遠低于其設計壽命。大量的運行統計資料表明,導致蓄電池性能惡化的因素可大致分為外部和內部因索兩種,影響蓄電池壽命的外部因素有:
大量的運行數據證明,過高的環境工作溫度是導致密封免維護蓄電池使用壽命縮短的首要原因。環境溫度偏高導致蓄電池使用壽命縮短的原因有兩個:當環境溫度升高時,蓄電池所允許的浮充電壓的閾值將逐漸下降。此時,如果采用浮充電壓閾值為固定值的設計方案的話(對于12V蓄電池而言,浮充電壓為13.5V), 勢必會將蓄電池組置于過壓充電工作狀態。顯然,這必將會導致蓄電池加速老化。解決蓄電池工作環境溫度變化對其壽命影響的技術措施是采用帶溫度補償"的充電設計方案,通過將蓄電池的典型浮充電壓-溫度關系曲線存儲在微處理器的EPROM存儲器的辦法,再利用配置在蓄電池柜中的溫度傳感器所測得的蓄電池組的實測溫度信號來實時自動調整充電器的浮充電壓,從而將蓄電池組置于最佳的浮充電壓-溫度工作狀態,實現溫度補償功能。
充電器帶溫度補償充電器不帶溫度補償存儲壽命會逐漸縮短。實踐表明:是否配置帶溫度補償功能的標器對這種造成蓄電池老化的因素基本上沒響。
有無溫度補償功能的比較20C-25C 30C 35C  40C  45T109.48.37.45108 6.34.94年從表可見:同未配置帶溫度補償功能的充電器的uPS相比,盡管帶溫度補償的充電器的UPS可以使蓄電池組的實際使用壽命有相當的增長,然而,并不能利用配置帶溫度補償"充電器的辦法來徹底消除由于溫升偏高而造成蓄電池的實際使用壽命被縮短的問題。
當環境溫度偏低時,盡管它不會對蓄電池的使用壽命造成不利影響,但也會造成由密封免維護蓄電池所提供的有效容量下降。例如:當環境溫度從25C下降到0C時,它會造成蓄電池的有效放電容量下降20%~30%。對于此點,當今的UPS溫度補償充電器均對它無能為力。這是因為其溫度補償范圍被設計在25C-55C之間。
基于上述原因;對于絕大多數蓄電池組來說,要想真正消除它的實際使用壽命縮短或蓄電池的有效放電容量下降等不利影響的最佳選擇,應該控制蓄電池的工作環境溫度,盡量設法將蓄電池的環境溫度控制在20C ~ 25C范圍,對于某些需野外工作的特殊用戶來說,配置帶溫度補償的充電器的UPS是其考慮方案之。 當用戶在使用帶溫度補償"的充電器時,務必按照urs r家的安裝說明:正確地配置和安裝溫度傳感器在蓄電池柜中的位置及溫度傳感器與UPSs主機的通訊接口之間的通行電纜。否則,會導致因urs充電系統的誤動作而道成蓄電池被過電壓充電,從而加速老化,效果適得其反。
大多數中小型UPS均采用此種設計方案)。當這種urs被配置成長延時UPS供電系統(例如:4小時/8小時蓄電池后備供電時間),而且它們的實際負載量較小時,一旦市電停電,蓄電池就會被深度放電:我們知道,對于UIS供電系統而言,當用戶的負載量很輕時(所謂的大馬拉小車現象),UPS主機而言,肯定有利于降低逆變器的故障。然而,對于同UPS配套的長延時蓄電池組而言,則會因蓄電池被深度放電而造成蓄電池的實際使用壽命明顯地被縮短。
當蓄電池的放電速率為0.6C時,UPS的負載所霜蓄電池放電電流為蓄電池容量(Ah)數的60%。日市電停電時,隨著停電時間的延長,蓄電池的端電壓將逐漸下降。當放電時間為6Ohmin 左右時,單元蓄電池的端電壓將下降到它的蓄電池電壓過低自動關機閾值1. 67V(相對于2V蓄電池),從而迫使uS進人自動關機狀態,讓蓄電池停止放電。而此時的蓄電池電壓過低自動關機國值比在0.6C放電速率下蓄電池所允許的臨界關機電壓值1.6V要高。所以,蓄電池是處于正常的放電狀態而被自動關機終止放電。
當蓄電池的放電速率為0.16C時,UPS的負載所需的蓄電池放電電流僅為蓄電池容量(Ah) 16%,即用戶的負載很輕,一日市電停電,而且讓蓄電池一直放電到因蓄電池電壓過低而自動關機時,此時由于單元蓄電池的實際放電電壓1.67V要比在0.16C放電速率時所允許的臨界放電電壓1.75V要低,從而迫使蓄電池進入被深度放電的狀態,必將造成蓄電池組過早地報廢失效。
從上面的分析可見,為了能最大限度地獲得最長的安全放電時間而又不致造成蓄電池被深度放電的關鍵是讓蓄電池電壓過低自動關機的閾值電壓能隨著用戶負載量的大小而自動調整,并使它永遠高于在該放電速率下所允許的臨界放電電壓值。近年來,由于數字信號處理技術和微處理器被廣泛地應用在us中,相應開發了防智電池被深度放電的器電池管理系統。
蓄電池深度放電管理系統定時自動關機方案:當市電停電后,如果蓄電池組因放電電流較小面使它的放電時間超過原設計的滿載后備供電時間時,UIS所允許的最長放電時間為原來所預置的指電池后備供電時間的3倍。當放電時間達到此時刻處,不管蓄電池組是否還有足夠的容量可供使用,uPS 都將執行自動關機操作,不讓蓄電池因放電電流過小面進人自動關機電壓值比蓄電池在這種小放電速率下的臨界放電電壓還低的深度放電工作區。例如:如果us的蓄電池組后備時間為15min(100%負載)的話,不管用戶的實際負載有多輕,只要市電的停電時間超過4Smin. UPS都將進人自動關機狀態(  此時的蓄電池還有數量可觀的可供安全使用的容量存在)。
三階段調整的著電池電壓過低自動關機方案。為防止蓄電池被深度放電UPS采用如下的三階段調整蓄電池自動關機"技術:
當蓄電池的放電時間小于 30min時,它的蓄電池電壓過低自動關機周值為1.67V/單元蓄電池(相當于12V蓄電池的自動關機電壓為10V);當蓄電池的放電時間大于30min, 小于6hmi時,它的蓄電池電壓過低自動關機"電壓值被自動調高到1.75V/單元蓄電池(相當于12V蓄電池的關機電壓為10 5V);蓄電池的放電時間大于 60min時,它的蓄電池電壓過低自動關機電壓值再被調到1.85V/單元蓄電池(相當于12V蓄電池的關機電壓為IIV)。
閥值隨負載電流的變化而自動調整的方案。這是一種采用微處理器和數字信息處理技術來實時調節"蓄電池電壓過低自動關機的最理想方案,該UPs微處理器的EPROM內存儲有一 條典型的蓄電池放電時間與其對應的蓄電池電壓過低自動關機問值的變化曲線,以保證在任何蓄電池放電時間,任何負載變化量的工作條件下,實際的蓄電池自動關機電壓值永遠是高于其相對應的允許臨界放電電壓值。當市電供電中斷時,隨著蓄電池實際放電時間的增長,urs所執行的蓄電池電壓過低自動關機的閱值也隨之平滑上調,從而到達既充分利用蓄電池的能源,又不致造成蓄電池被深度放電的雙贏日標。

 
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