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放电深度的影响

来源:机房360 作者:周志敏 周纪海 纪爱华 更新时间:2010/9/30 16:44:15

摘要:过度放电对蓄电池的危害主要表现为:正极板活性物质软化松动,利用率下降;放电生成的PbSO4在充时不能复原,导致蓄电池容量下降。

  不同倍率的放电电流会使蓄电池有不同的容量,见表8-10。



这里值得注意的是,在小电流放电条件下形成的硫酸铅,要氧化还原是十分困难的,这是因为在小电流放电下形成的硫酸铅颗粒的尺寸远比大电流放电条件下的尺寸大,就是说在大电流条件下晶体形成的速度要比小电流条件下慢,晶体来不及生长就很快被氧化还原了,因而颗粒比较小。而在小电流条件下,较大的硫酸铅晶体就不容易被还原。如硫酸铅晶体长期得不到清理,必然会影响蓄电池的容量和使用寿命。

放电深度是按实际放电容量与相同放电倍率情况下的额定放电量的比率来衡量的。2O℃环境温度下循环使用寿命与放电深度的关系如图8-7所示,放电深度越大,蓄电池寿命越短。



过度放电对蓄电池的危害主要表现为:正极板活性物质软化松动,利用率下降;放电生成的PbSO4在充时不能复原,导致蓄电池容量下降。实际使用过程中,由于蓄电池提供负载的放电电流本来就较小,反应生成物晶核生长速度慢、数量少,放电时生成粗大PbSO4(直径在10-3cm似上)晶粒,充电时很难在H2SO4溶液中溶解。即使放电电流较大,若超过放电终止保护电压后还继续放电,同样会造成蓄电池过度放电。这种情况下,放电反应造成PbSO4过量析出,导致极板体积膨胀、板栅变形(由Pb生成Pb-SO4的体积将增大约1.8倍),如再加上放电后末及时充电,久而久之,PbSO4粒子再生成新的集合体,变成粗大的颗粒,使充电发生困难,甚至完全丧失活性,而使蓄电池寿命缩短。

因此,充电系统应具备对蓄电池过放电保护功能;根据负载工作电流对蓄电池放电终止保护电压作适当调整。蓄电池允许的放电终止保护电压参数见表8-11。



如前所述,蓄电池的过放电会对蓄电池的使用寿命造成很大的影响,所以UPS系统的过放电保护功能也是其一项重要的指标,过放电控制功能可以对蓄电池进行过放电保护。即当UPS系统转为蓄电池放电供电时,在蓄电池电压低于设定的某一电压值后,切断耗电量较大的次要负载,以维持重要负载较长的工作时间;在低于过放电控制电压值后切断所有负载,保护蓄电池防止过放电。为了提高系统的可靠性,一般要求过放电控制电路具备软硬件双重保护。

对于蓄电池来说,过放电控制的保护电压应该是蓄电池放电终止电压,单体蓄电池的终止电压约为1.80V。但是蓄电池的终止电压是与蓄电池正负极的三种极化密切相关的,终止1.80V的设置是针对大约0.lC左右的放电速率而定的。由于极化的存在,蓄电池在不同的放电电流情况下,终止电压是不同的。大电流放电时,终止电压较低;小电流放电时,终止电压较高。如果负载在某一个固定的过放电控制电压值终止放电,大电流放电可能造成放电不足,不能有效延长负载工作时间;小电流放电可能造成过放电,影响蓄电池使用寿命。例如一个30OkVAUPS的后备蓄电池组为2OOAh,负载为40A(O.2C)时放电终止电压约42V,而负载为l0A(0.05C)时,放电终止电压大约为45.6V,如果将过放电控制电压值设置为43V,对于40A负载,蓄电池放电不足,而对于lOA负载则是过放电。这样,在负载较轻的情况下,如果过放电控制电压设置值还是和负载较重情况下的一样,就会使得蓄电池长年工作在深度放电状态下,这将使蓄电池的实际使用寿命大为缩短。

在一些长延时的UPS系统中,为了在交流停电后蓄电池能维持较长的时间,一般配置蓄电池的容量较大,蓄电池的放电速率大部分都在0.O2C~O.O5C这个范围内,这就要求将放电的终止电压设置在单体电压1.90V左右,即系统过放电控制电压为45.6V左右。否则,蓄电池将会出现不可逆硫酸盐化,寿命提前终止等事故。UPS系统最好能具备根据负载情况凋节过放电控制电压的功能,这样可以最大限度地延长供电时间,同时避免了过放电的情况,延长了蓄电池使用寿命,节省了用户的设备投资。

责任编辑:关晓晨  

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