韓國ATLASBX蓄電池KB18-12電池廠家12V18AH

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直流放電法有以下幾個主要的缺點:需要對電池進(jìn)行大電流放電;不能測量蓄電池的極化內(nèi)阻即電化學(xué)內(nèi)阻;與蓄電池連續(xù)放電容量相關(guān)性差。

但是,直流放電法由于采用了瞬時大電流放電的方式,對于在實際使用中需要使用電池瞬時大電流放電的場合(如發(fā)電機啟動電池),這種方式還是具有一定使用意義的。

交流注入法采用向蓄電池注入一定頻率的交流信號實現(xiàn)阻抗的測試。交流法測試原理圖如圖3所示,將一定幅度的交流電流信號注入到蓄電池中,同時捕捉蓄電池的電壓反饋。
 
交流法測試的蓄電池內(nèi)阻,能在很大程度上體現(xiàn)出蓄電池的電化學(xué)特性,其測試方式的科學(xué)性較強。同時,由于采用交流注入的方式,會對電池系統(tǒng)中的紋波造成一定影響。對于直流系統(tǒng)特別是對于紋波要求較高的場合,直接采用交流法會對電源質(zhì)量造成一定的影響。

脈動直流法,是介于交流法和直流法之間的一種方式。該方法是目前上對于鉛酸蓄電池內(nèi)阻的主流測試方式。脈動直流法采用的電流激勵信號為直流脈動信號,這樣既克服了交流激勵中的紋波問題,同時也無需使用像直流法那樣的大電流進(jìn)行放電。采用脈動直流對蓄電池進(jìn)行放電后,通過交流監(jiān)測回路對蓄電池端電壓的反饋進(jìn)行測量。此時,測量的是蓄電池端電壓對于脈動激勵信號的交流反饋。或者說,對于蓄電池端電壓中負(fù)荷激勵頻率的反饋信號進(jìn)行提取,從而獲得蓄電池的交流阻抗。脈動直流法,在技術(shù)實現(xiàn)上相對于前兩種方式難度較大。脈動直流法測試工作原理如圖4所示。
 
關(guān)于蓄電池的阻抗和電導(dǎo)的區(qū)別一直以來有一定的爭論。電工學(xué)會對于蓄電池的阻抗和電導(dǎo)的測試方法進(jìn)行了如下的定義:將已知頻率的恒定電流注入到蓄電池,通過對蓄電池端電壓反饋進(jìn)行測試,獲得的數(shù)據(jù)為蓄電池的阻抗;將已知頻率和振幅的交流電壓加到蓄電池的兩端,測量所產(chǎn)生的電流,獲得的數(shù)據(jù)為蓄電池的電導(dǎo)。即通過施加恒流信號,測試蓄電池電壓反饋的方法為阻抗測試法;通過施加恒壓信號,測試蓄電池電流反饋的方法為電導(dǎo)測試法。經(jīng)過對于目前世界市場主流的蓄電池測試設(shè)備分析和比較,以MIDTRONIC、BTECH、GRANDPOWER等為代表的主流蓄電池監(jiān)控設(shè)備生產(chǎn)廠家均采用恒流方式進(jìn)行蓄電池的阻抗測試。也就是說,市場上主流的蓄電池阻抗測試設(shè)備,不管顯示的是蓄電池的阻抗或是電導(dǎo),實際上都是基于電工學(xué)會定義的蓄電池阻抗測試方法實現(xiàn)的。因此,目前對于阻抗/電導(dǎo)的提法,主要針對于采用直流大電流放電法測量蓄電池內(nèi)阻而提出的。蓄電池的阻抗/電導(dǎo)測試的實質(zhì)是針對于蓄電池在一定頻率下復(fù)頻阻抗的測量,除了應(yīng)體現(xiàn)蓄電池內(nèi)阻的歐姆內(nèi)阻之外,還要綜合考慮蓄電池的極化內(nèi)阻等復(fù)頻阻抗。在很多研究方法中[3],采用圖5作為電池阻抗分析的等效電路。從等效電路,能夠看出對于蓄電池進(jìn)行復(fù)頻阻抗綜合分析而不是單純的內(nèi)阻分析的必要性。
 
阻抗測試技術(shù)雖然被大多數(shù)人認(rèn)可,但是在產(chǎn)品化的過程中也存在一些不足。通過對于目前市場中的蓄電池阻抗的監(jiān)測設(shè)備的綜合分析。我們也發(fā)現(xiàn)了一些問題:

①各廠家設(shè)備測量出的參數(shù)不相同。由于各廠家采用的信號頻率存在差異,采用不同廠家的設(shè)備測量相同狀態(tài)下的蓄電池時,顯示的內(nèi)阻值不相同,甚至存在較大的差異;

②阻抗數(shù)據(jù)非常抽象,需要使用者具有一定的專業(yè)知識才能進(jìn)行判斷。很少有廠家能夠提供嚴(yán)謹(jǐn)、完整的判斷標(biāo)準(zhǔn);

③部分廠家的測試結(jié)果與蓄電池實際容量劣化狀態(tài)的相關(guān)性差。由于缺乏有效的界定標(biāo)準(zhǔn),很難判斷某些設(shè)備阻抗數(shù)據(jù)的真實性。

針對以上問題,將在線阻抗測試與蓄電池運行數(shù)據(jù)結(jié)合在一起就可以有效地實現(xiàn)供電系統(tǒng)中備用儲能單元的故障預(yù)測,從而實現(xiàn)提高供電系統(tǒng)可用性。

①將線阻抗測試與蓄電池運行數(shù)據(jù)結(jié)合作為故障蓄電池的快速檢測方法,有效的測試設(shè)備應(yīng)該能夠準(zhǔn)確檢知蓄電池組中的嚴(yán)重劣化蓄電池;

②當(dāng)蓄電池處于早期劣化狀態(tài)時,其阻抗的變化率將大大提高。通過連續(xù)、有效地監(jiān)控能夠發(fā)現(xiàn)蓄電池組中的早期劣化蓄電池;

③蓄電池的阻抗和容量的關(guān)系是離散相關(guān)的。有效的阻抗測試設(shè)備提供的阻抗數(shù)據(jù),對于早期劣化蓄電池識別的準(zhǔn)確性應(yīng)該能達(dá)到80%以上;

對于嚴(yán)重劣化蓄電池或故障蓄電池應(yīng)達(dá)到95%以上;

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蓄電池系列應(yīng)用領(lǐng)域：

● 報警系統(tǒng)；

● 應(yīng)急照明系統(tǒng)；

● 電子儀器；

● 鐵路、船舶；

● 郵電通信；

● 電子系統(tǒng)；

● 太陽能、風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)；

● 大型UPS及計算機備用電源；

● 消防備用電源；

● 鋒值負(fù)載補償儲能裝置。

蓄電池系列特點：

◆  免維護(hù)無須補液；

◆  內(nèi)阻小，大電流放電性能好；

◆  適應(yīng)溫度廣（－35－45℃）；

◆  自放電小；

◆  使用壽命長（8－10年）；

◆  荷電出廠，使用方便；

◆  安全防爆； 

◆  *配方，深放電恢復(fù)性能好；

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④線阻抗測試與蓄電池運行數(shù)據(jù)結(jié)合能提出一套完整的蓄電池劣化判斷標(biāo)準(zhǔn),而不是簡單提供阻抗數(shù)值。

2 蓄電池在線阻抗測試技術(shù)的價值

電池單體阻抗/電壓在線測試系統(tǒng)的經(jīng)濟性,是除安全性之外運維工作的第二項主要要求。通過有效的蓄電池阻抗監(jiān)測的引入,能夠大大降低蓄電池維護(hù)的工作量與成本,也是提高供電系統(tǒng)可用性的有效手段之一。

(1)電池單體內(nèi)阻監(jiān)測對運維成本的節(jié)省在部分基站的測試中,初步測算,對蓄電池組采用在線內(nèi)阻/電壓檢測系統(tǒng)后,可減少維護(hù)人工、物料成本60%[4]。

浙江移動的研究[3]表明,電池電導(dǎo)在線監(jiān)測系統(tǒng),能夠幫助維護(hù)人員快速發(fā)現(xiàn)故障電池,全面、及時掌控電池組的實際運行狀況,從而*改變傳統(tǒng)的電池維護(hù)測試模式,有效提高維護(hù)管理效率60%以上。

(2)電池單體內(nèi)阻監(jiān)測對電池更換的成本節(jié)省在傳統(tǒng)的電池運維方法中,定期按規(guī)范對電池組進(jìn)行放電以核對容量。當(dāng)放電容量小于設(shè)計容量的80%時候,通常采取電池組整組更換的方法。而電池組放電容量下降主要的罪魁禍?zhǔn)资巧贁?shù)的弱化、落后電池,而整組電池的報廢與更換,無疑浪費了“好”電池,增加了用戶的成本投入,導(dǎo)致全社會的浪費,也與當(dāng)前節(jié)能減排工作背道而馳。有運營商對電池電導(dǎo)檢測[3],可實現(xiàn)相對準(zhǔn)確地掌控電池組中每個單體的容量范圍,避免電池的盲目報廢,預(yù)計可使電池報廢數(shù)量降低30%以上,節(jié)能減排效益明顯。

(3)電池單體內(nèi)阻監(jiān)測系統(tǒng)的投資回報ROI

管理者通常關(guān)注的是資本回報或投資回報ROI(Return of invest)。

早期的電池單體內(nèi)阻監(jiān)測系統(tǒng)昂貴,今天仍有不少國外品牌價格高昂,他們通常一套電池單體內(nèi)阻監(jiān)控系統(tǒng),其價格遠(yuǎn)比被監(jiān)測的電池組貴,所以投資回報ROI通常為5～8年(按簡單回本期計算)[4],其經(jīng)濟性是比較差的。

的電池單體內(nèi)阻監(jiān)測系統(tǒng)成本大幅下降,當(dāng)然不同廠家的不同系統(tǒng)的投資回報有一定差異,但是不少性能優(yōu)異的廠家,其ROI已經(jīng)降到1.5～3年(按簡單回本期計算),部分系統(tǒng)已經(jīng)降低到1.5～2年回報,已*具備大規(guī)模應(yīng)用的條件。

3 結(jié)束語

在運行的通訊基站和數(shù)據(jù)中心等重要場所,電池單體內(nèi)阻監(jiān)測已經(jīng)成為供電系統(tǒng)安全保障的一部分,在時刻保障供電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。隨著新型鋰電池、燃料電池的逐步發(fā)展與應(yīng)用,電池單體內(nèi)阻監(jiān)測將應(yīng)用到更加廣泛的空間。

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