VRLA蓄电池充放电特性与电池容量的选型

安徽电信客户培训南都电源系统选型技术交流第二部分VRLA蓄电池充放电特性与电池容量的选型简要提纲VRLA蓄电池的放电特性VRLA蓄电池的充电特性VRLA蓄电池容量的影响因素VRLA蓄电池容量的选型要点VRLA蓄电池容量的选型方法的确定48V直流系统的选型及实例UPS大功率系统的选型及实例VRLA蓄电池的放电特性VRLA蓄电池的放电特性铅酸蓄电池以一定的电流放电时，其端电压的变化如下图：几种放电类型a,恒功率放电：以恒定的功率放电至某一特定电压，在放电过程中，放电电流会上升。UPS放电为恒功率放电。UPS内部会消耗电能，故电池实际放电功率等于负载功率除以UPS的转换系数。b,恒电流放电：以恒定的电流放电至某一终止电压。放电过程中电流不变，在测定电池容量时用到该放电方式。c,恒电阻放电：一般是用于电池阻值恒定的电池的测试，如一次性电池和一些家电电池。VRLA蓄电池典型放电曲线从中可以看出：当以0.10C10的电流放电时可以放电10h。当以0.55C10的电流放电时只可以放电1h。这意味着1hr率放电的容量只有10hr容量的55%.换句话说：电流越大，放出的容量越少。VRLA蓄电池的充电特性VRLA蓄电池的充电特性充电是蓄电池日常维护管理的重要工作，传统的充电方式可分为恒流充电或恒压充电以及变型。恒流充电恒压充电恒压限流充电快速充电（脉冲充电）智能充电均衡充电VRLA蓄电池的充电特性恒压限流充电：指充电时设定一个限定的初始电流以及某一电压值，在充电过程中，电池的电压恒定而充电电流随着充电的深入而逐渐减少，但是在初始阶段，为避免通过电池的电流过大，限定最大的电流，其电池的充电电压和充电电流特征曲线如下：图一所示：Imax设定恒定电压电压电流图一恒定充电特征图T时间VRLA蓄电池的充电特性过充电：电池充足电的标识：对电池采用2.35V/单格恒压充电，当充电电流在3小时内不变时即表示电池已充足电。过充电：如充足电后再继续充电就表示对电池过充电了。过充电的后果：长时间的或长期对电池过充足，会导致电池失水严重，影响电池的使用寿命。过充电的形成：(a)环境温度高时充电电压过高。(b)充电电压高时充电时间过长。(c)充电电流不变时充电时间过长。VRLA蓄电池的充电特性充电电压与温度的关系充电电压温度补偿系数均充2.35V/单格-5mV/℃单格浮充2.25V/单格-3mV/℃单格选择特定的浮充电压和均充电压是为了使电池在最好的状态下运行。浮充电压过高，电池的浮充电流随之增大，加快板栅腐蚀速度，降低电池使用寿命；浮充电压过低，电池不能维持充足电状态，引起硫酸盐化，容量减少，也会降低电池的使用寿命。VRLA蓄电池的典型充电曲线•电池恒压限流（0.1C10A电流，限压2.35V/）充电特性曲线，完全放电的蓄电池充电24小时后，充入电量可达105%以上。虚线是放电50％的充电曲线。充入电量100%放电(V)(CA)充电电流充电电压2.350.10充电电压80100120(%)充入容量充电电流充电时间(h)121620240.050.00048020406050%放电2.252.152.051.95VRLA蓄电池的容量及影响因素电池的容量及影响因素•电池在一定放电条件下所能给出的电量称为电池的容量,以符号C表示。常用的单位为安培小时，简称安时(Ah)。通常在C的下角处标明放电时率，如C10表明10小时率的放电容量；C3表明3小时率的放电容量。•电池的容量分为额定容量和实际容量。LSE系列电池的额定容量见表1-1。实际容量是指电池在一定放电条件下所能输出的电量，它等于放电电流与放电时间的乘积，单位为Ah。•使用过程中影响实际容量的是放电率、放电制度、终止电压和温度。放电率与电池容量的关系温度与电池容量的关系电导/内阻与电池容量的关系电池的电导和内阻值与电池容量有一定的对应关系，建议使用同一厂家同一型号的仪器测量电池不同时期的电导、电阻数值；电导与电阻值仅作为电池是否正常的参考，不能完全代替容量放电衡量电池是否失效的指标；南都公司推荐的测量点为电池极柱表面或侧面，如果为多极柱电池，则测量最近的一对极柱。蓄电池内阻与放出容量的关系VRLA蓄电池容量的选型•使用场合：后备、高功率UPS、太阳能站点等；•为未来负载增加提供余量•选择合适的型号系列：寿命、使用环境等•直流系统电压：与UPS品牌、功率等有关；•计算单格需承担的功率：考虑负载功率因数、逆变效率；•查表估算选型考虑要点选型方法的确定48VDC或ACUPS视在功率（KVA）安装尺寸110～480VACUPS环境温度备用时间（h）老化系数/容量系数负载电流（A）放电功率（W）电压等级/电池数量24/48VDC逆变效率（η）系统电压（V）功率因素（cosφ）备用时间环境温度不同放电电流的容量放电电流与容量的关系不同放电电流的容量容量同放电电流的关系温度-容量的关系48V直流系统选型及实例1、容量Q≥KIT/ηQ——蓄电池容量；K——安全系数，一般取1.25左右；I——负载电流（A）；T——放电小时数（H）；η——放电容量系数（参见下页）2、考虑温度补偿：温度与容量关系t：放电的环境温度；K：温度系数，10小时率时K＝0.006/℃，3小时率时K＝0.008/℃,1小时率时K＝0.01/℃48V直流系统选型)25(1tKCCRe放电容量系数η放电小时/备用时间（h）123456810≥20终止电压（V）1.751.81.81.81.81.81.81.8≥1.85容量系数（η）0.550.610.750.80.830.880.9411某移动公司通信机房，工作温度范围为5~30℃，负载电流为973A，48V系统，要求备用时间为2小时，系统最低工作电压为43.2V，请选型。答：n=48/2=24只C实际=IT=973×2=1946AhC10=C实际/Kit=1946/61%=3190.16Ah(2小时率放电电池能放出额定容量的61%，Kit=61%)以5℃情况下，取K=1.2，Ka=0.8，则实际容量为：C=KC10/{Ka[1-Kt(25-t)]}•=1.2C10/{0.8[1-0.006(25-5)]}•=1.2C10/(0.8×0.88)=5437.77Ah后备直流系统选型案例UPS大功率系统选型及实例UPS-恒功率放电时的选型交流电功率要求31KVA负载因子0.8效率因子0.95最高电压DC/AC436V最低电压DC/AC324V备电时间30min工作温度25℃电池组功率S*cosϕ/η26.11KVA浮充电压2.27V/c2.27V/c电池数量436/2.27192个单格放电终止电压324/1921.70V/c单体电池功率26110/192136W/c温度校正系数1选择型号136w,30min,1.70V/c??选型??UPS-恒功率放电时的选型电池组功率S*cosϕ/η26.11KVA浮充电压2.27V/c2.27V/c电池数量436/2.27192个单格放电终止电压324/1921.70V/c单体电池功率26110/192136W/c温度校正系数1选择型号136w,30min,1.70V/cMP12V75F选型MP12V75F,32只UPS-恒功率放电时的选型谢谢！