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蓄电池集团集中采购中的技术要求

密封蓄电池在线容量维护技术

来源:《UPS与机房》 作者:郑州万通普达电源科技有限公司 段万普 更新时间:2010-2-25 11:33:39

摘要:“密封蓄电池的在线容量维护”技术,是正在形成行业标准的一套维护工艺。本文就电池的采购技术要求作以说明。它的合理使用会给用户带来可观的技术效益和经济效益。

  蓄电池的采购,用户会根据具体使用条件,提出相应的技术要求。这些技要求,会给使用中的维护提供必要的条件。
  
  密封蓄电池曾经被认为是“免维护电池”,这个概念,误导了电池的用户,造成蓄电池的在线使用寿命只有3~4年,结构容量就降低到80%以下。直到现在,“免维护”的核心观念仍然在设计、制造中起作用。在集团采购中,由于采购量大,不但可大幅度降低成本,而且提出的合理限制和改进,容易被厂家接受,会为以后使用中的维护提供便利。
  
  现对几个问题说明如下。
  
  1.电池的电解液的数量和密度
  
  电解液的密度越高,铅的利用率越高。但密度越高,电解液对极板的静态腐蚀越大,电解液分层现象越严重,分层后均化也越困难。
  
  固定电池采用1.215±0.005(25℃),汽车电池采用1.28,摩托车电池采用1.30。采用密度值越高,电池的使用寿命越短。电解液的密度应兼顾寿命和实际可能两个要求
  
  密封电池的使用密度,采用1.28±0.005(25℃)较为合适。采用低密度电解液会增加制造困难,以富液状态出厂。
  
  2.电池极板数量
  
  极板的数量越多,极板越薄;采用薄极板,铅的用量可以减少。蓄电池厂成本有所降低,但电池的充放电循环寿命越少。薄极板它对使用寿命的影响,在电池使用初期并不表现出来,用户通常无法知道。
  
  蓄电池循环寿命的检测,需要专用设备和人力,只有在检测中心才能完成。
  
  建议采用统一的极板数量,按正极板13片,负极板14片的结构组合。当蓄电池极板数量和电解液密度相同时,蓄电池放电时的内阻特性就容易一致。这就为以后的检测提供了统一的原始标准参照。  

图1 500AH电池的可互换尺寸

  3.电池的连接方式
  
  电池的连接方式,应方便电池的互换。所以电池的连接方式应采用唯一的结构。固定电池的JB1203-71标准中,对槽、盖尺寸就有确定的要求。但是密封蓄电池没有这个规定。
  
  建议采用图1的外部尺寸,这个尺寸是铁路用500AH密封电池的规定尺寸。许多电池厂都有相应的模具,不会增加电池制造成本。
  
  采用4极柱结构,可靠性大于2极柱电池,当电池内的焊接出现裂纹时,4极柱电池可以用专用设备检测出,2极柱电池无法检测汇流排的焊接故障。4极柱结构的电池,在串联使用条件下,更换失效单节操作工艺比较安全。说明见图2。在图中左边所示的A、B、C串联电池中,需要用良好电池D替代失效电池B。先用软线将电池D接成图中右边的中间过程,就可以把电池B从电池组中剔除,再把连接线接好。在工作过程中,电池组始终保持着直流供电能力。如果是2极柱电池,操作过程就会有短暂中断的时间。 
   

 图2 4级柱电池的安全更换

  电池间的连接采用铜质连接板,表面搪锡。这种连接板,可抵抗漏酸的腐蚀,再生后如新。
  
  采用统一的外部连接尺寸,维护时电池的互换会减少无效劳动,并大幅度减少备品的数量。
  
  4.蓄电池的组合方式和构架高度 

 图3 现在蓄电池的组合

  通常蓄电池是成组使用的,在许多场合,蓄电池采用组并联的方式运行。电池的组合方式,不但应方便电池的互换,而且有利于消除电池组之间的内阻不均衡。现在不合理之处是两组电池分开独立组合布置。如图3。这样的组合布置,不利于调整和控制两组电池充电的均衡性。一旦有一组电池的内阻减小,充电电流会全部流过该组电池,另一组电池得不到充电。改成图4的组合方式,就会缓解这种非使用性损坏。
 

图4 电池的并排组合方式

  在图4的组合方式中,两组电池并列在一起,累计标称电压相同的电池在同一个序位,在相同序位上连接一条均压线,就可把电池的不均衡性负作用降低到最小程度。
  
  现在电池架的上下间距只有100多毫米,更换一个失效电池时,必须拆开多个电池的连接,从一端逐个取出不需更换的电池,最后才能取出需要更换的电池。电池架的上下层间距,应大于450mm。这样可以在需要更换失效电池时,在任何位置都可快速取出失效电池,不必断开全部电池的输出电路,提高工作效率,保障运行安全。
  
  在中心机房使用的电池数量大,有时会有3排、4排电池组并列组合,这种情况下,不能采用双层结构。否则,中间部位电池一旦失效,更换起来工作量很大,且电源中断时间长,影响安全。
  
  密封电池允许卧式安装,但是一般不要采用这种方式。这样的安装方式,电池不能采用富液结构。不便采用延长电池的使用寿命的措施。
  
  5.电池的极柱防护
  
  蓄电池的极柱需要防护,避免导电物落在极柱上造成短路事故。建议采用透明平板式防护。取消图5所示在每个极柱上加防护套的结构。极柱上的防护套不便观察极柱漏酸的腐蚀情况。

图5 不采用的极柱保护结构

  UPS电源使用的6V,12V电池,极柱应选用图6所示的结构。这种连接的可靠性和维护的可操作性都比左边好。                                      

图6 连体电池连接结构

   6.不采购组合电池
  
  民用单体电池,由于工艺限制,最大容量为1000Ah。在中心机房,常需要使用1000Ah以上的大容量蓄电池,电池厂为了适应这一要求,便生产了组合电池。如图7所示。上面是1500Ah的电池的组合结构,下面是3000Ah的电池结构。这种结构完全是用4个单体电池组合在一起,只是共同使用一个电池外壳而已。
  
  这种电池,体积大,单只重量大,下面电池的重量是215㎏,并且存在连带报废,失效电池更换困难。这种电池是由于用户对电池结构不了解提出来的,甚至误认为可以生产这种电池的厂家是技术高一等。   

图7 组合电池的结构

  当需要大容量电池时,应采用500Ah或1000Ah单体电池并联扩大容量,组合时采用先并联,再串联的连接方式。
  
  7.结论
  
  6.1集团采购时提出统一标准,可给使用中的维护提供有利的条件。
  
  6.2统一标准应包括:电解液密度、极板数量、连接尺寸、连接板尺寸、立式安装、组合架结构、极柱防护。  

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