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蓄電池組的精細維護

更新時間:2018-05-16 點擊數:565

蓄電池組的精細維護

蓄電池組作為機房不間斷電源的重要組成,對於通信以及數據中心安全穩定運行有著極其重要的作用。往往隻要電池組的某一個單體電池出現故障,導致的後果將會不堪設想。



目前大多采用密閉式閥控鉛酸蓄電池組作為機房後備電源,鉛酸蓄電池相對穩定,其內部化學反應方程式為:

放電過程 

負極:Pb - 2e- + SO42- = PbSO4
正極:PbO2 + 2e- + SO42- + 4H+ = PbSO4 + 2H2O
總反應:Pb + PbO2 + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O
充電過程 

陰極:PbSO4 + 2e- = Pb + SO42-
陽極:PbSO4 - 2e- + 2H2O = PbO2 + 4H+ + SO42-
總反應:2PbSO4 + 2H2O = Pb + PbO2 + 2H2SO4


電池在反應過程中,電解液與附著在電池極板上的活性物質(Pb/Pbo2)參與反應,放電過程中正負極的產物相同,均為PbSO4。

電池組在放電過程中出現的變化:

1. 電解液濃度減小(硫酸濃度減小)

2. 蓄電池內阻上升(放電產生硫酸鉛附著在極板上,導致內阻增大)

3. 蓄電池電壓下降(蓄電池內外電動勢為一恒定值,放電蓄電池內阻增大,其內電動勢增大,對應外電動勢就減小)

4. 蓄電池出現硫化(蓄電池在環境溫度過高或過低,小電流深度放電,大電流放電,長時間擱置情況下會出現不可逆硫化,減小電池壽命)

電池組在充電過程中出現的變化:

1. 放熱效應,電池發熱(充電為放熱反應)

2. 蓄電池內阻下降(正負極活性物質恢複,硫酸鉛反應掉了)

3. 電解液濃度上升(蓄電池中的產生硫酸)

4. 正極板腐蝕(高溫,高電壓充電會使水發生電解產生氧氣,氧化電池正負極板)



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蓄電池電壓特性


充電特性:

以2V鉛酸蓄電池為例,一般設置

浮充電壓為單體2.23~2.25;均充電壓為2.30~2.35

浮充主要作用是保持電池內部的氧循環,補充係統自放電。

過低的浮充電壓會導致負板極硫化,容量減小。

而過高的浮充電壓則會加速板柵腐蝕,減少電池壽命。

放電特性:

蓄電池放電終止電壓並非固定,越大的電流放電,其放出容量越小,其終止電壓也就越低。

電壓均衡:

電池組在開路狀態下(未接入係統)電壓最大值與最小值不超過

20mv(2V),50mv(6V),100mv(12V)

電池組在浮充狀態下電壓最大值與最小值不超過

90mv(2V),240mv(6V),480mv(12V)



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蓄電池電流特性


電池充電特性曲線圖:



電池組充電一般采用恒壓限流的充電方式。


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蓄電池容量特性


往往蓄電池標稱容量並非其真實容量,隨著使用時間增長容量也會有變化。

放電電流與容量的關係:放電電流越大,放出容量越少。

溫度與容量的關係:

溫度越高蓄電池容量越高,但是溫度無限製升高將會導致一係列問題,加速板極腐蝕,加速電池失水,使蓄電池壽命縮短。

落後電池會對整組電池造成影響,產生“木桶效應”,而落後電池過放電還會導致電池反極,拉垮整組電池!


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蓄電池壽命


影響蓄電池壽命的因素有很多,主要有以下幾個:


1. 電解液密度大,電池組內反應速度提高,板柵腐蝕加快;

2. 電池深度放電/過電流放電,導致負極硫化,減少電池壽命

3. 溫度越高,反應速度越快,導致電池組高溫失水,熱失控鼓脹,加速板極腐蝕;

4. 不正確的充電電壓設置,過高或過低的充電電壓會減少電池壽命



  蓄電池鼓脹


蓄電池硫化


前期建設要求:

1.不同批次,不同型號的電池不得串聯使用;

2.安裝電池組的時候要考慮維護空間;

3.電池組維護通道放置絕緣墊;

4.機房空調係統及通風十分重要,機房溫度控製在25度左右;

5.安裝電池組切記擰緊每個電池的極柱和輸出銅牌螺絲;

6.設置正確的電池管理參數(充電限流0.1C10);

7.出廠放電測試後要及時充電,避免長時間擱置;

後期維護要求:

1.定期檢查蓄電池極柱,連接條有無腐蝕,爬酸;

2.定期檢查電池有無鼓脹發熱現象;

3.使用點溫儀對電池連接處進行測溫;

4.根據電池使用場景,定期對蓄電池進行核對性放電測試與全容量測試;

5.有條件的地方可以使用內阻儀,或單體電池活化儀對單個蓄電池進行維護;

6.放電測試放電電流一般不得大於1小時率;

7.兩隻以上電池浮充電壓低於2.18V,擱置不適用市場超過3個月,全浮充達6個月,放電超過而定容量的20%,需要對電池組進行均充;

8.電池單體監控可能會出現誤差,需要定期使用萬用表測試單體電池電壓,以確保電池電壓準確性;