Karakteristik pengisian dan pemakaian baterai

Baterai memiliki efek self-discharge. Dari bengkel manufaktur hingga penggunaan pengguna&# 39, akan terjadi penundaan selama beberapa bulan.

Ambil baterai PA-NASONIC sebagai contoh. Jika disimpan selama 8 bulan pada suhu ruangan 30 ° C, kapasitas baterai yang tersisa hanya setengah dari kapasitas baterai saat meninggalkan pabrik. Oleh karena itu, untuk baterai yang baru dibeli yang cocok dengan UPS, biasanya diperlukan periode waktu yang lebih lama. Pengisian, ini disebut pengisian awal. Arus pengisian awal baterai harus diisi pada 0,1C, dan baterai dapat diisi ulang setelah habis, yang disebut pengisian normal. Saat ini, dua metode pengisian daya yang umum digunakan di UPS: pengisian mengambang dan pengisian pulsa. Yang disebut pengisian mengambang berarti bahwa output penyearah bekerja secara paralel dengan baterai dan memasok daya ke beban pada saat yang bersamaan. Faktanya, arus yang disediakan oleh penyearah dibagi menjadi dua cara, satu dikirim ke beban dan yang lainnya dikirim ke baterai untuk menambah kehilangan internal baterai. Mode pengisian daya mudah dihubungkan, yang bagus untuk meningkatkan karakteristik respons transien keluaran UPS. Karakteristik pengisian pulsa adalah arus pengisian berubah dengan kapasitas baterai. Pengisian dengan cara ini dapat mempersingkat waktu pengisian.

1. Pengisian tegangan

Karena baterai UP adalah mode operasi siaga, sumber listrik dalam kondisi pengisian dalam kondisi normal dan hanya akan habis bila listrik mati. Untuk memperpanjang masa pakai baterai, pengisi daya UPS umumnya dikontrol melalui pembatas tegangan dan arus yang konstan. Setelah baterai terisi penuh, ini akan berubah menjadi keadaan mengambang.

Untuk baterai dengan tegangan terminal 12V, tegangan float normal adalah antara 13,5 dan 13,8V. Jika tegangan float terlalu rendah, baterai tidak terisi penuh, dan tegangan float terlalu tinggi, yang akan menyebabkan pengisian tegangan berlebih. Ketika tegangan float melebihi 14V, itu dianggap sebagai pengisian tegangan berlebih. Dilarang keras melakukan pengisian daya berlebih pada paket baterai, karena pengisian daya berlebih akan menyebabkan air yang terkandung dalam elektrolit dalam baterai akan dielektrolisis menjadi hidrogen dan oksigen dan keluar, yang akan meningkatkan konsentrasi elektrolit, sehingga baterai menjadi pendek hidup atau bahkan kerusakan.

2. Pengisian arus

Arus pengisian baterai umumnya diwakili oleh C, dan nilai sebenarnya dari C terkait dengan kapasitas baterai. Misalnya, jika itu adalah baterai 100Ah: C adalah 100A. Arus pengisian optimal baterai bebas perawatan asam timbal Panasonic adalah sekitar 0,1C, dan arus pengisian tidak boleh lebih besar dari 0,3C. Arus pengisian yang berlebihan atau terlalu kecil akan mempengaruhi masa pakai baterai.

Arus pengisian yang ideal harus mengadopsi metode pengisian arus konstan bertahap, yaitu, arus yang lebih besar digunakan pada tahap awal pengisian, dan setelah periode pengisian tertentu, itu diubah menjadi arus yang lebih kecil, dan pada akhir pengisian. , arus yang lebih kecil digunakan. Arus pengisian umumnya dirancang menjadi 0,1C. Ketika arus pengisian melebihi 0,3C, itu dapat dianggap sebagai pengisian arus berlebih. Hindari menggunakan pengisi daya cepat untuk mengisi daya, jika tidak, baterai akan berada dalam status" pengisian arus berlebih sesaat" dan" pengisian tegangan lebih sesaat" ;, mengakibatkan penurunan daya yang tersedia pada baterai atau bahkan kerusakan pada baterai. Pengisian daya berlebih akan menyebabkan pelat baterai bengkok dan bahan aktif jatuh, menyebabkan kapasitas catu daya baterai&# 39 berkurang, dan dalam kasus yang parah, ini akan merusak baterai.

3. Metode pengisian

Produk pelepasan baterai timbal-asam adalah timbal sulfat. Jika tidak diubah dalam waktu, daya baterai akan kurang, sehingga mengurangi kapasitas pengosongan baterai dan memperpendek masa pakai baterai. Oleh karena itu, baterai harus terisi penuh. Untuk situasi yang berbeda, dapat dibagi menjadi muatan mengambang dan muatan yang sama.

(1) Muatan mengambang. Paket baterai online adalah koneksi paralel jangka panjang antara pengisi daya dan sirkuit beban sebagai sumber daya cadangan. Dalam keadaan normal, pengisian daya apung digunakan, dan tegangan baterai tunggal dikontrol pada 2.25V (relatif terhadap baterai 2V), dan perubahan tegangan pengisian daya apung diamati dan dicatat secara teratur. Jika voltase single battery rendah, artinya baterai kurang terisi dan kapasitasnya kurang, jadi sebaiknya perhatikan trackingnya.

(2) Saldo pengisian. Yang disebut pengisian ekualisasi adalah menghubungkan setiap unit baterai secara paralel dan mengisi daya dengan tegangan pengisian yang seragam. Jika baterai memiliki baterai yang tertinggal selama proses pengisian mengambang (voltase sel lebih rendah dari 2,20V, relatif terhadap baterai 2V), atau setelah pengisian mengambang selama 3 bulan, proses pengisian yang sama harus dilakukan, dan baterai tunggal dikontrol pada 2.35V, 6 ~ 8h (perhatikan bahwa waktu pemerataan tidak boleh terlalu lama), kemudian sesuaikan kembali ke nilai tegangan float, dan kemudian amati perubahan tegangan baterai yang tertinggal, jika tegangan masih tidak pada tempatnya, isi daya lagi setelah dua minggu. Dalam keadaan normal, voltase baterai baru akan cenderung sama setelah 6 bulan mengambang dan pengisian yang sama. Arus pengisian penyeimbang umumnya 0,3C atau sedikit kurang dari 0,3C. Untuk baterai dengan tegangan pengenal 12V, tegangan pengisian penyeimbang umumnya 14,5V.

Jika baterai UpS mengalami salah satu situasi penggunaan berikut, untuk memulihkan karakteristik pengisian dan pengosongan baterai, metode pengisian yang seimbang harus diterapkan untuk mengatasi masalah tersebut.

1) Pengosongan berlebih membuat tegangan terminal baterai lebih rendah dari tegangan akhir pengosongan yang diizinkan oleh baterai. Untuk baterai timbal-asam tipe 12V M, tegangan akhir pelepasan adalah sekitar 10,5V.

2) Dalam kemasan baterai UPS, perbedaan tegangan terminal antara sel baterai melebihi sekitar 1V.

3) Baterai penyimpanan yang sudah lama tidak digunakan dan melebihi waktu penyimpanan statis. Lingkungan suhu normal, waktu penyimpanan statis baterai UPS umumnya 9 bulan. Saat suhu 31-40 ℃, waktu penyimpanan statis adalah 5 bulan (termasuk baterai yang baru dibeli).

4) Ganti baterai dengan elektrolit.

5) Baterai yang tidak dapat diisi pada waktunya setelah pengosongan.

6) Pekerjaan jangka panjang dalam kondisi mengambang (yaitu, UPS bekerja dalam kondisi listrik untuk waktu yang lama) dan melebihi waktu penyimpanan statis.

7) Discharge secara tidak sengaja dan letakkan tegangan terminal baterai lebih rendah dari tegangan terminasi.

Untuk baterai asam timbal yang disegel NP6-12, tegangan pengisian penyeimbang sekitar 14V, dan arus pengisian maksimum yang diizinkan kurang dari 0,28C; untuk baterai timbal-asam tersegel LCL12V24P, tegangan pengisian penyeimbang sekitar 14V dan pengisian ekualisasi maksimum yang diijinkan Arus kurang dari 8A.

(8) Kompensasi suhu. Meskipun kisaran suhu pengoperasian baterai sangat lebar, baterai dapat beroperasi dalam kisaran -15 ~ +45 ℃, tetapi suhu lingkungan terbaik untuk pengoperasian baterai adalah sekitar 25℃. Jika suhu lingkungan berubah drastis, koefisien suhu perlu dikompensasikan (-3mV / ℃).

(9 Operasi pengisian. Arus pengisian awal baterai umumnya dilakukan sesuai dengan nilai yang ditentukan dalam manual, atau sesuai dengan arus 1/10 dari kapasitas pengenal. Selama pengisian normal digunakan, yang terbaik adalah menggunakan Metode pengisian arus konstan hierarkis, yaitu pada tahap awal pengisian Gunakan arus yang lebih besar, setelah mengisi daya untuk jangka waktu tertentu, alihkan ke arus yang lebih kecil Sedangkan untuk tahap pengisian selanjutnya, alihkan ke arus yang lebih kecil. Metode pengisian daya ini memiliki efisiensi pengisian yang lebih tinggi, memerlukan waktu pengisian yang lebih singkat, dan efek pengisian yang baik. Hal ini bermanfaat untuk memperpanjang masa pakai baterai. Beberapa UPS pintar baru menggunakan pemantauan otomatis dan pengisian siklik secara teratur untuk mengisi baterai guna memperpanjang masa pakai baterai .

(10) Pengisian dan pelepasan terapi. Untuk proses pengisian dan pemakaian baterai," health" dari setiap baterai dinilai dari kapasitas pelepasan dan nilai tegangan baterai, karena perubahan tegangan setiap baterai dalam proses kapasitas pengosongan yang berbeda mewakili" health" baterai. Tindakan perbaikan harus dilakukan untuk baterai yang memenuhi syarat.

Voltase yang kurang pada beberapa baterai UPS disebabkan oleh kerusakan sirkuit penggerak akhir dari inverter UPS, yang menyebabkan baterai habis. Jika kegagalan sirkuit diperbaiki, baterai harus dihubungkan ke sirkuit asli untuk pengisian tepat waktu, dan baterai akan tetap sebagus sebelumnya. Masalahnya adalah baterai undervoltage tidak dapat membuat UPS berhasil dihidupkan. Saat ini, solusi berikut dapat digunakan:

1) Pertama gunakan baterai yang baik untuk menghidupkan UPS ke kondisi utama, kemudian keluarkan baterai yang baik dan ganti dengan baterai yang undervoltage untuk diisi. Saat mengganti baterai, UpS harus bekerja tanpa beban. Umumnya, setelah UpS memasuki kondisi utama, selama daya input utama dipertahankan secara normal, melepas baterai tidak akan memengaruhi status catu daya utama. Saat mengisi baterai di bawah tegangan, perhatikan arus pengisian baterai.

2) Isi daya baterai di bawah tegangan ke 10.5V (relatif terhadap baterai 12V) terlebih dahulu, dan UPS dapat memulai dengan sukses.

4. Persyaratan pembuangan

Kapasitas aktual baterai terkait dengan arus pengosongan. Semakin besar arus pengosongan, semakin rendah efisiensi baterai. Misalnya,

Ketika baterai 12V / 24Ah memiliki arus pengosongan 0.4C, waktu pengosongan ke tegangan akhir adalah 1 jam 50 menit, kapasitas keluaran aktual adalah 17.6Ah, dan efisiensinya 73,3 [%]. Ketika arus pelepasan 7C, waktu pelepasan ke tegangan akhir hanya 20 detik, kapasitas keluaran aktual adalah 0,93Ah, dan efisiensinya 3,9 [%]. Oleh karena itu, pelepasan arus tinggi harus dihindari untuk meningkatkan efisiensi baterai. Dalam desain sirkuit umum dan pemilihan beban oleh pengguna, perlu untuk melindungi arus pengosongan inverter baterai UPS agar tidak melebihi 2C.

Kedalaman pengosongan juga berdampak besar pada masa pakai baterai. Semakin dalam kedalaman pengosongan baterai, semakin sedikit siklus yang digunakannya. Meskipun wilayah UPS memiliki fungsi proteksi tegangan rendah baterai, umumnya bila satu baterai dikosongkan hingga sekitar 10,5V (dibandingkan dengan baterai 12V), UpS akan mati secara otomatis, tetapi jika UPS dalam pelepasan beban ringan atau pengosongan tanpa beban, pengosongan arus dapat meningkatkan efisiensi baterai, tetapi bila dikosongkan dengan arus yang sangat kecil (kurang dari 0,05C) untuk waktu yang lama, itu akan menyebabkan kapasitas pengosongan aktual baterai melebihi kapasitasnya, mengakibatkan pengosongan baterai yang dalam. Ketika kedalaman pelepasan baterai adalah 100 [%], masa pakai baterai yang sebenarnya adalah sekitar 200 ~ 250 siklus pengisian dan pengosongan; kedalaman pembuangan adalah 50 [/%]

Kapan, sekitar 500 ~ 600 siklus pengisian dan pengosongan. Oleh karena itu, saat menggunakan UPS, perlu untuk menghindari pelepasan arus berlebih beban berat, dan

Hindari pengosongan beban ringan yang berkepanjangan dan pengosongan baterai yang dalam. Baterai juga perlu dihindari karena arus pendek, jika tidak maka akan sangat merusak kapasitas pengisian dan kapasitas penyimpanan baterai dan memperpendek masa pakai. Dalam penerapan aktual baterai, ini bukan yang pertama untuk mengejar persentase kapasitas pengosongan, tetapi untuk menemukan dan menangani baterai yang mundur, dan kemudian melakukan percobaan pemeriksaan pengosongan setelah menangani baterai yang mundur. Hal ini dapat mencegah kecelakaan dan mencegah kerusakan baterai belakang menjadi baterai terbalik selama pengosongan.