2011年蓄电池培训课件.ppt
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1、1.蓄电池结构及原理蓄电池结构及原理蓄电池蓄电池充放电特性及充放电特性及容量容量蓄电池日常维护蓄电池日常维护蓄电池概述蓄电池概述1.1.2.3.4.3.整流器整流器逆变器逆变器蓄电池蓄电池电能电能化学能化学能电能电能蓄电池作用v蓄电池是直流储能装置,属于二次电池蓄电池是直流储能装置,属于二次电池v充电器对蓄电池充电,电池将电能转变为化学能充电器对蓄电池充电,电池将电能转变为化学能储存起来储存起来v市电中断时,蓄电池放电,将化学能转变为电能市电中断时,蓄电池放电,将化学能转变为电能进行放电进行放电v蓄电池相当于一个超大容量的电容器,在储能同蓄电池相当于一个超大容量的电容器,在储能同时还可以起到直
2、流平滑滤波作用。时还可以起到直流平滑滤波作用。蓄电池应用蓄电池应用v通信电源蓄电池 电池放电电流小,容量大,寿命长,每节单体电池放电电流小,容量大,寿命长,每节单体2V2V(一般(一般2.23V2.23V左右),一组左右),一组48V48V电池由电池由2424节单体串联组成。节单体串联组成。vUPS蓄电池 电池能大电流放电,容量小,寿命较短,常见的电池能大电流放电,容量小,寿命较短,常见的UPSUPS蓄电蓄电池每个单体电压为池每个单体电压为12V12V,如果配置,如果配置3232节电池,则电池组端节电池,则电池组端电压可达电压可达384V384V。v启动电池 由于油机启动时间十分短促,仅为由于
3、油机启动时间十分短促,仅为5 58 8秒,因此要求蓄秒,因此要求蓄电池满足高速率大电流放电的要求。油机启动电池多采用电池满足高速率大电流放电的要求。油机启动电池多采用24V24V电池组。电池组。VRLA在电源系统中的作用阀控式铅酸蓄电池的英文名称为阀控式铅酸蓄电池的英文名称为Valve Regulated Lead Valve Regulated Lead Battery(Battery(简称简称VRLA)VRLA),作用有:,作用有:v后备电源(包括直流供电系统和(包括直流供电系统和UPSUPS系统):当市电异系统):当市电异常或在整流器不工作的情况下,由蓄电池单独供电,担常或在整流器不工作
4、的情况下,由蓄电池单独供电,担负起对全部负载供电的任务,起到备用作用。负起对全部负载供电的任务,起到备用作用。v平滑滤波:在市电正常时,虽然蓄电池不担负向通信设在市电正常时,虽然蓄电池不担负向通信设备供电的主要任务,但它与供电主要设备备供电的主要任务,但它与供电主要设备整流器并整流器并联运行,能改善整流器的供电质量。联运行,能改善整流器的供电质量。v调节系统电压v动力设备的启动电源蓄电池发展概述v铅酸蓄电池的发明距今已有140余年的历史,以往的铅酸蓄电池均为开口式或防酸隔爆式,充放电时析出的酸雾污染及腐蚀环境,又需经常维护既补加酸和水。自50年代起,科学技术发达国家先后解决了防酸式铅酸电池的致
5、命缺点,而可以把铅蓄电池密封起来。v进入80年代,随着分散式供电方案启用,需求基础电源设备与通信设备同装一室,激励了密封固定型铅酸电池的生产。v进入90年代后,阀控密封铅酸蓄电池生产技术有了很大进展,进入了成熟期。阀控式密封铅酸蓄电池的特点 电池荷电出厂,安装时不需要辅助设备,安装后即可使用;在电池整个使用寿命期间,无需添加水,调整酸比重等维护工作,具有“免维护”功能;不漏液、无酸雾、不腐蚀设备,可以和通信设备安装在同一房间,节省了建筑面积和人力;采用具有高吸附电解液能力的隔板,化学稳定性好,加上密封阀的配置,可使蓄电池在不同方位安置;电池寿命长,25下浮充状态使用可达10年以上;与同容量防酸
6、式蓄电池相比,阀控式密封蓄电池体积小、重量轻、自放电低。蓄电池分类蓄电池分类蓄电池分类按电解液种类按电解液种类按电池槽结构按电池槽结构酸性电池酸性电池按使用环境按使用环境碱性电池碱性电池固定式固定式移动式移动式按电解液多少按电解液多少贫液式贫液式富液式富液式密封式密封式半密封式半密封式UPS用蓄电池v商业级商业级UPS通常用通常用贫液式阀控密闭铅酸蓄电池(VRLA)v工业级工业级UPS通常用通常用碱性蓄电池v这里重点介绍这里重点介绍VRLA电池,即我们常说的免维护电池vUPS对于蓄电池要求:对于蓄电池要求:长时间放电大电流放电所需维护少无酸性和易爆氢气析出世界著名的蓄电池品牌v美国美国GNB/
7、阳光电池阳光电池v台湾台湾CSB电池电池v美国美国C&D电池集团电池集团v日本日本Panasonic(松下)(松下)电池电池v日本日本Yusas(汤浅)电池(汤浅)电池v意大利意大利FIAMM非凡电池非凡电池v日本日本GS(统一)电池(统一)电池v德国德国SAFT电池电池v德国德国Hoppeck电池电池v美国美国Power电池电池v法国法国Warat电池电池v英国英国Enersys电池电池v浙江南都电池浙江南都电池v华达电池华达电池v哈尔滨光宇电池哈尔滨光宇电池v江苏双登电池江苏双登电池v山东华日电池山东华日电池v深圳理士电池深圳理士电池v广东新能电池广东新能电池v东洋电池东洋电池VRLA电池
8、是否需维护v根据根据GB2900.11-28国家标准对于蓄电池的定国家标准对于蓄电池的定义,义,VRLA电池具有免维护功能,是指在使用期电池具有免维护功能,是指在使用期间无需加水。间无需加水。v所谓免维护仅指无需加水,但在实际工作中仍需所谓免维护仅指无需加水,但在实际工作中仍需维护。维护。v根据放电倍率将根据放电倍率将VRLA电池分为:电池分为:中倍率电池(1小时10小时放电)高倍率电池(1分钟1小时放电)VRLA电池的特点v整个使用寿命期内无需添加水,具有整个使用寿命期内无需添加水,具有“免维护免维护”功能功能v不漏液、无酸雾、不腐蚀设备,无氢气析出不漏液、无酸雾、不腐蚀设备,无氢气析出v自
9、放电小,自放电小,25下每月自放电率小于下每月自放电率小于3v使用寿命长,可达使用寿命长,可达510年年v结构紧凑,抗震动,比容量高结构紧凑,抗震动,比容量高v无记忆效应无记忆效应VRLA蓄电池结构VRLA电池组成包括:v板栅板栅v活性物质活性物质v隔板隔板v安全阀安全阀v壳体壳体板栅v包括正负极板和端子包括正负极板和端子v起传导和汇集电流的作用起传导和汇集电流的作用v是极板活性物质的支撑载体是极板活性物质的支撑载体v板栅的筋条成放射性为佳,矮型优于高型板栅的筋条成放射性为佳,矮型优于高型v板栅材料通常采用铅钙合金,其优点有:板栅材料通常采用铅钙合金,其优点有:降低板栅的腐蚀不易析出氢气导电性
10、能好减小自放电率负极为涂膏式极板正极为管式极板正负极板组活性物质v正极活性物质为二氧化铅正极活性物质为二氧化铅(PbO2)v负极活性物质为铅负极活性物质为铅(Pb)v电解液为纯硫酸与纯水按电解液为纯硫酸与纯水按照一定比例配置而成照一定比例配置而成v正负极活性物质都是由铅正负极活性物质都是由铅粉与添加剂混合,加入稀粉与添加剂混合,加入稀硫酸调配成铅膏,再敷涂硫酸调配成铅膏,再敷涂到板栅上,之后经过固化、到板栅上,之后经过固化、干燥而成。干燥而成。v正极反应式:正极反应式:v负极反应式:负极反应式:放电充电PbSO4PbO2放电充电PbSO4Pb隔膜v隔膜材料普遍采用超细玻璃纤维(隔膜材料普遍采用
11、超细玻璃纤维(AGM)v作用作用 吸收电解液;提供正极析出的氧气向负极扩散的通道;防止正、负极短路。v隔膜中有众多大孔和小孔,小孔储存了隔膜中有众多大孔和小孔,小孔储存了70的电的电解液,大孔提供氧气自正极扩散到负极的通道解液,大孔提供氧气自正极扩散到负极的通道电池壳体材料种类优点缺点PP聚丙烯及其聚合物聚丙烯及其聚合物耐温最高,不吸水、耐温最高,不吸水、不受空气潮湿影响不受空气潮湿影响氧气保持性能差,氧气保持性能差,硬度小硬度小PVC聚氢乙烯烧结物聚氢乙烯烧结物绝缘性能好,硬度绝缘性能好,硬度比比PP材料高,吸材料高,吸水性小,保氧保水水性小,保氧保水性能较好性能较好硬度较差,热变硬度较差,
12、热变形温度较低形温度较低ABS丙烯晴丁乙烯丙烯晴丁乙烯苯乙烯聚合物苯乙烯聚合物硬度大,热变形温硬度大,热变形温度高,电阻系数大度高,电阻系数大氧气和水汽渗漏氧气和水汽渗漏较大较大满足耐腐蚀,抗氧化,机械强度好,硬度大,水汽蒸发小,氧气扩散渗透小等要求安全阀v当电池中气体压力过大时,安全阀打开,及时排当电池中气体压力过大时,安全阀打开,及时排除气体除气体v气体排除后,安全阀自动关闭,防止外部气体进气体排除后,安全阀自动关闭,防止外部气体进入电池内入电池内v安全阀具有单向节流性安全阀具有单向节流性电解液v铅蓄电池的电解液是用纯净的浓硫酸与纯水配铅蓄电池的电解液是用纯净的浓硫酸与纯水配置而成。置而成
13、。v它与正极和负极上活性物质进行反应,实现化它与正极和负极上活性物质进行反应,实现化学能和电能之间的转换。学能和电能之间的转换。VRLA电池容量v电池的额定电压有电池的额定电压有2V、6V、12V规格规格v电池的容量单位是电池的容量单位是AH,安时,安时v以不同的电流进行放电,则同一只电池所能提供的容量也是不同的。以不同的电流进行放电,则同一只电池所能提供的容量也是不同的。v为标定电池的容量,我国规定以为标定电池的容量,我国规定以10小时放电倍率来对电池进行放电小时放电倍率来对电池进行放电测量,测量电池所能放出的最低限度的电量,单位是测量,测量电池所能放出的最低限度的电量,单位是Ah(安时)。
14、(安时)。v国外电池通常采用国外电池通常采用20小时放电倍率对电池容量进行标称小时放电倍率对电池容量进行标称。通常我们称一只电池容量为通常我们称一只电池容量为1C,以我国定义的,以我国定义的12V/100安时电池为例,安时电池为例,则则v10小时放电倍率是指放电电流为:小时放电倍率是指放电电流为:0.1C,即即10安培安培v100安时电池是指以安时电池是指以10安培放电持续时间应至少为安培放电持续时间应至少为10小时。小时。v放电电流越大,电池所能放出的容量越小。放电电流越大,电池所能放出的容量越小。v同样是标称容量为同样是标称容量为100AH的电池,以的电池,以10小时倍率标称的电池要比小时
15、倍率标称的电池要比20小时容量大。小时容量大。蓄电池额定容量v当放电条件变化时,蓄电池所能提供的容量不同。当放电条件变化时,蓄电池所能提供的容量不同。v蓄电池的标称额定容量是按照以下条件规定的:蓄电池的标称额定容量是按照以下条件规定的:环境温度20放电中止电压单体1.8V(对于2V单体)放电中止电压10.5V (对于12V电池)采用10小时放电倍率放电v当环境温度高于当环境温度高于20时,电池实际容量时,电池实际容量=C10 x 1+0.006 x(T-20)VRLA电池容量电池放电率放电电流电池可提供容量20小时放电率小时放电率0.05C110的的C10容量容量10小时放电率小时放电率0.1
16、C100的的C10容量容量5小时放电率小时放电率0.2C85的的C10容量容量3 小时放电率小时放电率0.4C75的的C10容量容量1 小时放电率小时放电率0.6C50的的C10容量容量30分钟放电率分钟放电率0.92C20分钟放电率分钟放电率1C10分钟放电率分钟放电率2C充电电压vVRLA电池具有三种充电状态电池具有三种充电状态u浮充:浮充:UPS电池在电池在99时间内处于浮充状态时间内处于浮充状态u充电:电池放电完毕后需进行的补充充电充电:电池放电完毕后需进行的补充充电u均充:当电池压差严重不一致时对电池进行均衡充均充:当电池压差严重不一致时对电池进行均衡充电电v充电状态是由充电状态是由
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