鳳凰蓄電池12v120ah生產廠家
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影響光伏發電系統用儲能VRLA蓄電池壽命的因素:
(1)正極活性物質軟化脫落
VRLA蓄電池在循環使用條件下,電池的失效主要是由正極活性物質(PAM)的軟化、脫落所致。
鉛酸電池循環過程中,正、負極活性物質經歷了可逆的溶解再沉積過程,改變了多孔二氧化鉛電極的結構。尤其對二氧化鉛電極,可能會引起表觀體積的增加,改變顆粒和孔尺寸的分布,多孔二氧化鉛結構中顆粒之間的機械結合性能和導電性能降低,隨著循環的繼續,這種情況還會進一步的惡化,結果使得該區域的活性物質軟化和脫落。
(2)放電電流對蓄電池壽命影響
在光伏系統中,蓄電池的放電電流非常小。在小電流條件下形成的PbSO4比大電流條件下形成的PbSO4轉化困難得多。這是由于在小電流條件下形成的PbSO4結晶顆粒要比大電流條件下形成的PbSO4結晶顆粒粗大,粗大的PbSO4結晶顆粒減少了PbSO4的有效面積,這樣在再充時加速了極板極化, 導致PbSO4轉化困難,隨著循環的繼續,這種情況還會更加加劇,結果使得極板充不進電,最后導致蓄電池壽命終止。
(3) 深度放電后蓄電池容量恢復
在光伏系統中,蓄電池的放電率要比蓄電池應用在其它場合低,通常介于C20~C240,甚至更低。小電流下深度放電意味著極板上的活性物質將得到更充分的利用。在很多光伏系統中,通常不會發生深度放電,除非充電系統出現故障或者持續長時間的壞天氣。在這種情況下,假如蓄電池得不到及時的再充電,硫化題目將更加嚴重,進一步導致容量損失。
(4)酸分層對蓄電池壽命影響
電解液分層現象是由于重力的作用在電池的充放電過程中產生的,即充電時正負極板表面都產生H2SO4,它的密度大,因重力的作用而下沉。在放電時,正負極板表面均消耗H2SO4,故表面液層密度小, 低密度的電解液順著極板間上升,而極群上部高密度的電解液則從極群側面向下流,電解液活動的結果造成了上部密度低、下部密度高。分層現象的產生對蓄電池的使用壽命和容量均產生不利影響,加速了板柵的腐蝕和正極活物質的脫落,導致負極板硫酸鹽化。
(5)電液密度對鉛蓄電池壽命的影響
電解液的濃度不僅與蓄電池的容量有關,而且與正極板柵的腐蝕和負極活性物質硫酸鹽化有關。過高的硫酸濃度加速了正極板柵的腐蝕和負極活性物質硫酸鹽化,并導致失水加劇。
(6)板柵合金的影響
VRLA蓄電池,由于長期使用,正極板柵會在電解液的作用下逐步腐蝕并長大,板柵的長大使活物質和板柵的結合性降低,從而導致電池容量逐漸喪失。這種正極板柵的腐蝕和長大主要受板柵的合金組成、電解液密度以及板柵筋條外形等因素的影響。
在蓄電池充電過程中,板柵和活性物質的接口上形成非導電層,這些非導電層或低導電性層在板柵和PAM界面引起了高的阻抗,導致充放電時發熱和板柵四周PAM膨脹,從而限制了電池的容量(即所謂的PCL效應)。
(7)極板的厚度的影響
極板的厚度應屬于電池設計方面的題目,一般來說,較厚極板的循環壽命要長于較薄極板,而活性物質利用率相比之下要差一些。但有利于循環循環壽命的延長。
(8)裝配壓力的影
裝配壓力對VRLA電池壽命有很大影響,AGM隔板彈性差,組裝時,極群不加壓或壓力過小,隔板和極板之間不能保持良好的接觸,電池容量大大下降。
在循環過程中,活性物質的膨脹、疏松、脫落是電池壽命提前終結的原因之一,而采用較高的裝配壓力可以防止活性物質在深循環過程中的膨脹。若裝配壓力太低,還會導致隔板過早地與極板分離,引起電液傳輸困難,電池內阻迅速增大,輕易導致蓄電池壽命終止。因此,采用較高的裝配壓力是電池具有長循環壽命的保證。
(9)溫度的影響
高溫對蓄電池失水干涸、熱失控、正極板柵腐蝕和變形等都起到加速作用,低溫會引起負極失效,溫度波動會加速枝晶短路等等,這些都將影響電池壽命。 在一定環境溫度范圍放電時,使用容量隨溫度升高而增加,隨溫度降低而減小。在環境溫度10~45℃范圍內,鉛蓄電池容量隨溫度升高而增加,如閥控密封鉛蓄電池在40℃下放電電量,比在25℃下放電的電量大10%左右,但是,超過一定溫度范圍,則相反,如在環境溫度45~50℃條件下放電,則電池容量明顯減小。低溫(<5℃)時,電池容量隨溫度降低而減小,電解液溫度降低時,其粘度增大,離子運動受到較大阻力,擴散能力降低;在低溫下電解液的電阻也增大,電化學的反應阻力增加,結果導致蓄電池容量下降。其次低溫還會導致負極活性物質利用率下降,影響蓄電池容量,如電池在-10℃環境溫度環境溫度下放電時,負極板容量僅達35%額定容量。
通常情況下,若在25℃條件下使用時,蓄電池的壽命為3年,那么30℃條件下使用時,就下降至2.5年;40℃時就下降至1.5年。即以25℃為基準,每升高10℃,其使用壽命縮短一半
光伏發電系統對VRLA蓄電池的性能要求:
光伏發電系統中的蓄電池頻繁處于充電—放電的反復續循環中,由于日照的不穩定性,過充電和深放電的不利情況時有發生,加之光伏發電系統大部分在西部地區使用,海拔都在2500M以上。因此,對光伏發電系統中的蓄電池有如下要求:
(1)具有深循環放電性能,充放電循環壽命長;
(2)耐過充電能力強;
(3)過放電后容量恢復能力強;
(4)良好的充電接受能力;
(5)電池在靜態環境中使用時,電解液不易分層;
(6)具有免維護或少維護的性能;
(7)應具備良好的高、低溫充放電特性;
(8)能適應高海拔(海拔都在2500M以上)地區的使用環境;
(9)蓄電池組中各蓄電池一致性良好。
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鳳凰蓄電池代理告訴您:如何延長UPS中電池組的使用壽命?
在線式UPS電源,因為它的電路設計合理,驅動功率元件容量所取的余量大,因而電源電路故障率很低,相比之下,由電池組所引發的故障率上升至60%以上。可見,正確地使用和維護好電池是延長電池組壽命、降低UPS電源總故障率的關鍵因素之一。
1、定期檢查各單元電池的端電壓和內阻。對12V單元電池來說,在檢查中如果發現各單元電池間的端電壓差超過0.4V以上或電他的內阻超過80mΩ以上時,應該對各單元電池進行均衡充電,以恢復電池的內阻和消除各單元電池之間的端電壓不平衡。均衡充電時充電電壓取13.5~13.8V即可。經過良好均衡充電處理的電池絕大多數都可將其內阻恢復到30mΩ以下。
UPS電源在運行過程中,由于各單元電池特性隨時間變化而產生的上述不均衡性是不可能再依靠UPS電源內部的充電回路來消除的,所以對這種特性已發生明顯不均衡性的電池組,若不及時采取脫機均充處理的話,其不均衡度就會越來越嚴重。
2、重新浮充,UPS電源停機10天以上,在重新開機之前,應在不加負載的條件下啟動UPS電源以利用機內的充電回路重新對蓄電池浮充10~12h以上再帶載運行。
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UPS電源長期處于浮充狀態而沒有放電過程,相當于處在“儲存待用”狀態。如果這種狀態持續的時間過長,造成蓄電池因“儲存過久”而失效報廢,它主要表現為電池內阻增大,嚴重時內阻可達幾Ω。
我們發現:在室溫20℃下,存儲1個月后,電池可供使用的容量為其額定值的97%左右,如果儲存6個月不用,它的可使用容量變為額定容量的80%。如果儲存溫度升高,它的可使用容量還會降低。
因此建議用戶最好每隔20°C個月有意地拔掉市電輸入,讓UPS電源工作于由蓄電池向逆變器提供能量的狀態。但這種操作不宜時間過長,在負載為額定輸出的30%左右時,約放電10min即可。
3、減少深度放電,電池的使用壽命與它被放電的深度密切相關。UPS電源所帶的負載越輕,市電供電中斷時,蓄電他的可供使用容量與其額定容量的比值越大,在此情況下,當UPS電源因電池電壓過低而自動關機時電池被放電的深度就比較深。
實際過程如何減少電池被深度放電的事情發生呢?方法很簡單:當UPS電源處于市電供電中斷,改由蓄電池向逆變器供電狀態時,絕大多數UPS電源都會以間隙4s左右響一次的周期性報警聲,通知用戶現在是由電池提供能量。當聽到報警聲變急促時,就說明電源已處于深度放電,應立即進行應急處理,關閉UPS電源。不是迫不得以,一般不要讓UPS電源一直工作到因電池電壓過低而自動關機才結束。
4、利用供電高峰充電,對于科士達UPS電源長期處于市電低電壓供電或頻繁停電的用戶來說,為防止電池因長期充電不足而過早損壞,應充分利用供電高峰(如深夜時間)對電池充電以保證電池在每次放電之后有足夠的充電時間。一般電池被深度放電后,再充電至額定容量的90%至少需要10~12h左右。
5、注意充電器的選用。科士達UPS電源用的免維護密封電池不能用可控硅式的“快速充電器”進行充電。這是因為這種充電器會造成蓄電池同時處于既“瞬時過流充電”又“瞬時過壓充電的惡劣充電狀態。這種狀態會使電池可供使用容量大大下降,嚴重時會使蓄電池報廢。 在采用恒壓截止型充電回路的UPS電源時,注意不要將電池電壓過低保護工作點調得過低,否則,在它充電初期容易產生過流充電。當然,最好選用既具有恒流,又有恒壓的充電器對其進行充電。
6、保證電源環境溫度。電池可供使用的容量與環境溫度密切相關。一般情況下,電池的性能參數都是室溫為20℃條件下標定的,當溫度低于20℃時,蓄電他的可供使用容量將會減少,而溫度高于20℃時,其可供使用的容量會略有增加。不同廠家不同型號的電池受溫度影響的程度不同。據統計,在-20℃時,蓄電池可供使用容量只能達到標稱容量的60%左右。可見溫度的影響不可忽視。
當然,要延長電池組的使用壽命不但在維護使用上要注意,而且在選擇時就應充分考慮負載特性(電阻性、電感性、電容性)及大小。不要長期使電池處于過度輕載運行,以免電池放電電流過小導致電池報廢。
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鳳凰特點
1、電池抗深放電能力強,100%放電后仍可繼續接在負載上,在四星期內充電可恢復原容量。 2、由于電池為膠狀固體,所以電解質濃度均勻,不存在酸分層現象。 3、酸濃度低,對極板腐蝕弱,并采用獨特的管式極板,因此電池壽命長。 4、電池極板采用無銻合金,電池自放電極低。20°C下存放兩年后,還有50%以上的容量,即兩年內不需補充電。 5、超強的承受深放電及大電流放電能力,具有過充及過放電自我保護性能。 6、凝膠電解質,無內部短路。熱容量大,熱消散能力強,能避 免一般易產生的熱失控現象,因而在高溫操作時極為可靠,電池不會產生“干化”現象,工作溫度范圍寬。7、采用高靈敏低壓傘型氣閥(德國陽光公司專利),使蓄電池使用更加安全可靠。 8、采用多層耐酸橡膠圈滑動式密封(德國陽光公司專利),保證了使用壽命后期極柱生長時的密封性能。能將化學能和直流電能相互轉化且放電后能經充電能復原重復使用的裝置叫蓄電池。常用的蓄電池有鉛酸、鎘鎳、氫鎳和鋰離子電池。鉛蓄電池開路電壓2.0V,鎘鎳、氫鎳電池開路電壓1.2V,鋰離子電池開路電壓3.6V。
Phoenix蓄電池有許多優良特性1、免維護。2、無泄露。3、低自放電。4、可在大范圍溫度內使用。5、長壽命。6、高放電設計。結構單體電池由正極板、負極板、隔板、和端子組成并配有安全閥。這些部件裝入ABS殼體,并配以ABS上蓋。1、極板:正負極板由氧化鉛涂于鉛鈣合金板柵制成,可快速充電。 2、隔板:用高耐久性的超細玻璃纖維用作隔板,可吸收電解液并保持良好的電流傳導性。 3、安全閥:由特殊橡膠制成,當過充后內壓加大引起氣體過多時,安全閥可開啟。 4、殼體及上蓋:由防酸及耐久性的ABS材料制成,密封并可防止漏液。鳳凰蓄電池的放電特性1、放電時間與放電電流:電池容量通過放電電流及到終止電壓的時間的乘積。 2、溫度對容量的影響:電池容量受環境溫度及放電時率的影響,低溫度可減少容量的損失,反之高溫可損害電池壽命。3、使用鉛鈣全金板柵可降低自放電,如閑置6個月不使用,每天的自放電約0.1%(20℃)以下表為充電時間間隔。 4、循環使用壽命:循環次數受放電深度、作業溫度及充電方式的影響。b重量、體積比能量高,內阻小,輸出功率高b自放電小,20攝氏度平均每月的自放電率不大于3%b獨特配方,深放電恢復性能優良b采用高純度原材料,嚴格的生產過程控制,保證產品的各項指標一致性好b采用計算機精設計的耐腐蝕鈣鉛錫合金板柵和極高的密封反應效率使電池的使用壽命顯著延長b滿荷電出廠。
科華蓄電池銷售網址:www.kehuaxudianchi.com
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從“中國電源學會2016年GaN杯大賽”的技術指標看電功效率95%!
“中國電源學會2016年GaN杯大賽”的技術指標如下:
(1)統一起跑錢:大賽指定并贈送最新一代氮化鎵(GaN)電力電子開關,其中高壓管(650V、7A)為GS66502B和低壓管(100V、40A)為GS61004B;
(2)隔離式,安全耐壓2kV/1min;
(3)直流輸入電源300~400VDC;
(4)輸入電流紋波小于50mA;
(5)輸出直流單路12VDC、16.7A;
(6)輸出電壓紋波小于200mV;
(7)功率密度指標:每立方英寸10W以上;
(8)低成本指標:PCB不超過4層,無風冷、無水冷,40℃環境溫度自然散熱;
(9)電功效率(Eff)指標達到95%以上。
由于輸入直流電源300~400VDC,不必考慮APFC問題。對比前述“CDM3000”的電功效率94.5%而言,中國電源學會2016年GaN杯大賽旨在推廣最新一代GaN電力電子開關,并力求電功效率超過95%為門檻,帶動當代大學生用洪荒之力創新出優異的開關電源。
廣西大學電氣工程學院開放“創新實驗室”作為2016年GaN杯大賽DIY夏令營,組織在校學生三支隊伍參賽,其中一個隊伍獲得參加全國決賽出線權。夏令營之后申報兩項以上的發明專利,撰寫多篇關于GaN杯大賽的論文。
3 UPS創新的發展方向
(1)可靠性第一
據國際軍工電子電源的故障統計如下:
①電源故障的三分之一因電力電子開關出問題;
②電源故障的四分之一因電解電容出問題;
③電源故障的五分之一因光耦及集成電路出問題;
④電源故障的六分之一因PCB與散熱結構出問題;
⑤電阻、固體電容、電感、變壓器與接插件等,故障率低而且隨機分散性,通常用供貨商訂單協議來解決。
中國電源學會2016年GaN杯大賽贈送最新一代氮化鎵(GaN)電力電子開關管,就是針對上述可靠性的主要矛盾,有的放矢解決電力電子開關問題而為之。
(2)電功效率Eff95%門檻,是挑戰,也是機遇
為什么“天河二號”世界第一的國產超級計算機配套的電源CDM3000只獲得二等獎,而不是一等獎呢?也許是電功效率Eff還沒有過95%的門檻。這也或許是“中國電源學會2016年GaN杯大賽”技術指標要求Eff達到95%以上的原因,這就意味著UPS創新的電功效率門檻必須是在95%以上。
(3)“功率密度”的指標要實事求是前面指出“可靠性第一”是硬指標,又提到“電功效率95%”門檻難過但必須跨越。而“功率密度”指標,須從訂單要求與價格上實事求是實施。
舉例說:航空、航天、潛艇、導彈、衛星等對體積嚴格要求、價格較為寬松的訂單,考慮用鎳基鐵氧體平面磁芯,用鍍銀平面繞組等特殊配件,工作頻率上限由磁性材料特性決定工作頻率MHz級以上,目的是縮小體積。
20kHZ至200kHz用錳基鐵氧體磁芯,成本比鎳基鐵氧體磁芯價格低,是目前開關電源主流高頻架構件,體積稍大一些。
20kHz左右的常用開關電源,還可以用非晶態磁芯,其導磁率較高,指定頻率范圍的體重損耗低于鐵氧體磁芯,在民用開關電源取代鐵氧體磁芯,總成本不高,既可取得較高的電功效率Eff,又能取得較輕的重量和較優的功率密度。
(4)開關電源拓撲的創新
傳統的CUK拓撲是非隔離式,且是單個電力電子開關的。通過用比較法推導出創新的“隔離式CUK并聯推挽拓撲”,如圖2所示。該拓撲克服了直流偏磁問題,實現了軟開關,特別是不再懼怕變壓器繞組的漏電感這棘手問題,具有創新創業可持續發展前景。
(5)重視“沖擊電流”的問題,進行創新
中國CDM3000電源的沖擊電流小于20A,比較世界一流的GE產品的沖擊電流40A而言少了一半,實屬難得。要創新更低沖擊電流的方案,廣西大學電氣工程學院團隊研發了“交流電源無橋式整流無電解電容的隔離式AC-AC拓撲”。
(6)倒逼UPS創新的“富礦”是“THD諧波能量化害為利”根據能量守恒定律,電功效率Eff提高的極艱是100%。現在已有諸多千瓦級的開關電源論文報導,Eff己超過95%大關。如何百尺竿頭,更上一步呢?
建議把目光聚焦到“THD諧波能量化害為利”的研究課題上來。利用磁集成技術,把占THD諧波能量之中比重較大的若干個頻率,用LC串聯諧振方法,提取若干頻率的諧波能量,轉化為直流電能,回饋到開關電源內部。既有效降低THD指標,凈化了電源環境符合綠色生態原則,又化害為利,提升電功效率,一舉多得。
4 重視新一代半導體(GaN)的新器件產業化
現在政府和民間大量投資生產GaN芯片,按照半導體的“摩爾法則”,每18到24個月,半導體性能提升一倍,而成本下降一半。雖然目前GaN昂貴,但凡事預則立,要提前研發,為下一階段GaN降價時,大規模產業化做好前期準備。
(1)GaN的品質因數遠優于單晶硅Si
①Johnson品質因數
JMF傳統單晶硅Si如果JMF定義為1,則GaN的JMF為790。
②Baliga品質因數
BFOM傳統單晶硅Si如果定義為1,則GaN的BFOM為100。
基于上述品質因數對比,GaN比較傳統單晶硅半導體更適宜做高頻率耐高溫功率電力電子開關管。
(2)GaN的示意圖與特性簡介
(3)圖3分別為GaNE-HEMT、MOSFET、IGBT示意圖,對照GaNE-HEMT沒有寄生二極管,從本上克服MOSFET和IGBT寄生體二極管的“反向電荷貯存”的問題,這是GaNE-HEMT與傳統的MOSFET和IGBT最大的區別,也是GaNE-HEMT最明顯的優勢。
GaNE-HEMT逆向傳導有二極管特性受控Ugs,如圖4所示。
MOSFET和IGBT的體二極管是不受Ugs控制的,但沒有體二極管(PN結)的GaNE-HEMT的雙向導通是受Ugs控制的。GaN良好的特性使其必將在廣泛的領域得到應用。