蓄電池組作為機(jī)房不間斷電源的重要組成,對于通信以及數(shù)據(jù)中心安全穩(wěn)定運(yùn)行有著極其重要的作用。往往只要電池組的某一個單體電池出現(xiàn)故障,導(dǎo)致的后果將會不堪設(shè)想。
目前大多采用密閉式閥控鉛酸蓄電池組作為機(jī)房后備電源,鉛酸蓄電池相對穩(wěn)定,其內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)方程式為:
放電過程
負(fù)極:Pb - 2e- SO42- = PbSO4
正極:PbO2 2e- SO42- 4H = PbSO4 2H2O
總反應(yīng):Pb PbO2 2H2SO4 = 2PbSO4 2H2O
充電過程
陰極:PbSO4 2e- = Pb SO42-
陽極:PbSO4 - 2e- 2H2O = PbO2 4H SO42-
總反應(yīng):2PbSO4 2H2O = Pb PbO2 2H2SO4
電池在反應(yīng)過程中,電解液與附著在電池極板上的活性物質(zhì)(Pb/Pbo2)參與反應(yīng),放電過程中正負(fù)極的產(chǎn)物相同,均為PbSO4。
電池組在放電過程中出現(xiàn)的變化:
1. 電解液濃度減?。蛩釢舛葴p?。?/span>
2. 蓄電池內(nèi)阻上升(放電產(chǎn)生硫酸鉛附著在極板上,導(dǎo)致內(nèi)阻增大)
3. 蓄電池電壓下降(蓄電池內(nèi)外電動勢為一恒定值,放電蓄電池內(nèi)阻增大,其內(nèi)電動勢增大,對應(yīng)外電動勢就減小)
4. 蓄電池出現(xiàn)硫化(蓄電池在環(huán)境溫度過高或過低,小電流深度放電,大電流放電,長時間擱置情況下會出現(xiàn)不可逆硫化,減小電池壽命)
電池組在充電過程中出現(xiàn)的變化:
1. 放熱效應(yīng),電池發(fā)熱(充電為放熱反應(yīng))
2. 蓄電池內(nèi)阻下降(正負(fù)極活性物質(zhì)恢復(fù),硫酸鉛反應(yīng)掉了)
3. 電解液濃度上升(蓄電池中的產(chǎn)生硫酸)
4. 正極板腐蝕(高溫,高電壓充電會使水發(fā)生電解產(chǎn)生氧氣,氧化電池正負(fù)極板)
充電特性:
以2V鉛酸蓄電池為例,一般設(shè)置
浮充電壓為單體2.23~2.25;均充電壓為2.30~2.35
浮充主要作用是保持電池內(nèi)部的氧循環(huán),補(bǔ)充系統(tǒng)自放電。
過低的浮充電壓會導(dǎo)致負(fù)板極硫化,容量減小。
而過高的浮充電壓則會加速板柵腐蝕,減少電池壽命。
放電特性:
蓄電池放電終止電壓并非固定,越大的電流放電,其放出容量越小,其終止電壓也就越低。
電壓均衡:
電池組在開路狀態(tài)下(未接入系統(tǒng))電壓最大值與最小值不超過
20mv(2V),50mv(6V),100mv(12V)
電池組在浮充狀態(tài)下電壓最大值與最小值不超過
90mv(2V),240mv(6V),480mv(12V)
蓄電池電流特性
電池充電特性曲線圖:
電池組充電一般采用恒壓限流的充電方式。
蓄電池容量特性
往往蓄電池標(biāo)稱容量并非其真實容量,隨著使用時間增長容量也會有變化。
放電電流與容量的關(guān)系:放電電流越大,放出容量越少。
溫度與容量的關(guān)系:
溫度越高蓄電池容量越高,但是溫度無限制升高將會導(dǎo)致一系列問題,加速板極腐蝕,加速電池失水,使蓄電池壽命縮短。
落后電池會對整組電池造成影響,產(chǎn)生“木桶效應(yīng)”,而落后電池過放電還會導(dǎo)致電池反極,拉垮整組電池!
蓄電池壽命
影響蓄電池壽命的因素有很多,主要有以下幾個:
1. 電解液密度大,電池組內(nèi)反應(yīng)速度提高,板柵腐蝕加快;
2. 電池深度放電/過電流放電,導(dǎo)致負(fù)極硫化,減少電池壽命
3. 溫度越高,反應(yīng)速度越快,導(dǎo)致電池組高溫失水,熱失控鼓脹,加速板極腐蝕;
4. 不正確的充電電壓設(shè)置,過高或過低的充電電壓會減少電池壽命
蓄電池鼓脹
蓄電池硫化
蓄電池極板腐蝕
蓄電池日常精益維護(hù)
蓄電池就像剛出生的嬰兒,十分嬌貴,日常巡檢中,我們需要更加細(xì)心,防患于未然。
從建設(shè)到維護(hù),每個細(xì)節(jié)都把好關(guān)才能保證蓄電池長久穩(wěn)定的工作:
前期建設(shè)要求:
1.不同批次,不同型號的電池不得串聯(lián)使用;
2.安裝電池組的時候要考慮維護(hù)空間;
3.電池組維護(hù)通道放置絕緣墊;
4.機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)及通風(fēng)十分重要,機(jī)房溫度控制在25度左右;
5.安裝電池組切記擰緊每個電池的極柱和輸出銅牌螺絲;
6.設(shè)置正確的電池管理參數(shù)(充電限流0.1C10);
7.出廠放電測試后要及時充電,避免長時間擱置;
后期維護(hù)要求:
1.定期檢查蓄電池極柱,連接條有無腐蝕,爬酸;
2.定期檢查電池有無鼓脹發(fā)熱現(xiàn)象;
3.使用點(diǎn)溫儀對電池連接處進(jìn)行測溫;
4.根據(jù)電池使用場景,定期對蓄電池進(jìn)行核對性放電測試與全容量測試;
5.有條件的地方可以使用內(nèi)阻儀,或單體電池活化儀對單個蓄電池進(jìn)行維護(hù);
6.放電測試放電電流一般不得大于1小時率;
7.兩只以上電池浮充電壓低于2.18V,擱置不適用市場超過3個月,全浮充達(dá)6個月,放電超過而定容量的20%,需要對電池組進(jìn)行均充;
8.電池單體監(jiān)控可能會出現(xiàn)誤差,需要定期使用萬用表測試單體電池電壓,以確保電池電壓準(zhǔn)確性;
8.電池單體監(jiān)控可能會出現(xiàn)誤差,需要定期使用萬用表測試單體電池電壓,以確保電池電壓準(zhǔn)確性;作者:福建移動三明分公司 動力運(yùn)行維護(hù) 蘇振翔