Características de carga e descarga da bateria

A bateria tem um efeito de autodescarga. Da oficina de fabricação ao uso do usuário' haverá um atraso de vários meses.

Veja a bateria PA-NASONIC como exemplo. Quando armazenado por 8 meses em uma temperatura ambiente de 30 ° C, a capacidade restante da bateria é apenas a metade daquela de quando saiu da fábrica. Portanto, para a bateria recém-adquirida que combina com o no-break, geralmente é necessário um período de tempo mais longo. Carregamento, isso é chamado de carregamento inicial. A corrente de carga inicial da bateria deve ser carregada a 0,1 C, e a bateria pode ser recarregada após o fim da descarga, que é chamada de carga normal. Atualmente, dois métodos de carregamento são comumente usados ​​no UPS: carregamento flutuante e carregamento de pulso. A chamada carga flutuante significa que a saída do retificador funciona em paralelo com a bateria e fornece energia para a carga ao mesmo tempo. Na verdade, a corrente fornecida pelo retificador é dividida em duas formas, uma é enviada para a carga e a outra é enviada para a bateria para complementar a perda interna da bateria. O modo de carregamento é simples de conectar, o que é bom para melhorar as características de resposta transitória da saída do UPS. A característica do carregamento por pulso é que a corrente de carregamento muda com a capacidade da bateria. O carregamento desta forma pode reduzir o tempo de carregamento.

1. Tensão de carga

Como a bateria UPs está em modo de espera de operação, a rede elétrica está em um estado de carregamento em condições normais e só será descarregada quando houver queda de energia. Para prolongar a vida útil da bateria, os carregadores UPS são geralmente controlados por meio de tensão constante e limitação de corrente. Depois que a bateria estiver totalmente carregada, ela entrará no estado flutuante.

Para uma bateria com uma tensão terminal de 12 V, a tensão de flutuação normal está entre 13,5 e 13,8 V. Se a tensão de flutuação estiver muito baixa, a bateria não está totalmente carregada e a tensão de flutuação está muito alta, o que causará o carregamento de sobretensão. Quando a tensão flutuante excede 14 V, é considerada uma carga de sobretensão. É estritamente proibido carregar a bateria com sobretensão, porque a carga de sobretensão fará com que a água contida no eletrólito da bateria seja eletrolisada em hidrogênio e oxigênio e escape, o que aumentará a concentração de eletrólito, resultando em encurtamento da bateria vida ou mesmo dano.

2. Corrente de carga

A corrente de carga da bateria geralmente é representada por C, e o valor real de C está relacionado à capacidade da bateria. Por exemplo, se for uma bateria de 100 Ah: C é 100A. A corrente de carga ideal das baterias sem manutenção de chumbo-ácido Panasonic é de cerca de 0,1 ° C e a corrente de carga não deve ser maior que 0,3 ° C. A corrente de carga excessiva ou muito pequena afetará a vida útil da bateria.

A corrente de carregamento ideal deve adotar um método de carregamento de corrente constante em estágios, ou seja, uma corrente maior é usada no estágio inicial de carregamento e, após um determinado período de carregamento, é alterada para uma corrente menor, e no final do carregamento , uma corrente menor é usada. A corrente de carga é geralmente projetada para ser 0,1C. Quando a corrente de carga excede 0,3 ° C, pode ser considerada como carga de sobrecorrente. Evite usar carregadores rápidos para carregar, caso contrário, a bateria estará no estado de" carregamento de sobrecorrente instantâneo" e&carga de sobretensão instantânea GG, resultando numa diminuição da potência disponível da bateria ou mesmo danificando a bateria. A carga de sobrecorrente fará com que a placa da bateria dobre e o material ativo caia, fazendo com que a capacidade de alimentação da bateria' s diminua e, em casos graves, danificará a bateria.

3. Método de carregamento

O produto de descarga das baterias de chumbo-ácido é o sulfato de chumbo. Se não for convertido no tempo, a bateria ficará com carga insuficiente, reduzindo assim a capacidade de descarga da bateria e encurtando sua vida útil. Portanto, a bateria deve estar totalmente carregada. Para diferentes situações, ele pode ser dividido em carga flutuante e carga igual.

(1) Carga flutuante. A bateria online é uma conexão paralela de longo prazo entre o carregador e o circuito de carga como uma fonte de alimentação de backup. Em circunstâncias normais, o carregamento flutuante é usado e a tensão da bateria única é controlada em 2,25 V (em relação à bateria de 2 V), e as mudanças na tensão de carregamento flutuante são regularmente observadas e registradas. Se a tensão de uma única bateria estiver baixa, significa que a bateria não está carregada o suficiente e a capacidade não é suficiente, portanto, você deve prestar atenção ao rastreamento.

(2) Carregamento de equilíbrio. O chamado carregamento de equalização serve para conectar cada unidade de bateria em paralelo e carregar com uma tensão de carregamento uniforme. Se a bateria tiver baterias atrasadas durante o processo de carga flutuante (a tensão da célula é inferior a 2,20 V, em relação à bateria de 2 V), ou após carga flutuante por 3 meses, o processo de carga igual deve ser realizado, e a bateria única é controlada a 2,35 V, 6 ~ 8h (observe que o tempo de equalização não deve ser muito longo), ajuste de volta para o valor de tensão flutuante e observe a mudança de tensão da bateria retardada, se a tensão ainda não estiver no lugar, carregue novamente após duas semanas. Em circunstâncias normais, a voltagem de uma nova bateria tende a ser a mesma após 6 meses de flutuação e carga igual. A corrente de carga de equalização é geralmente 0.3C ou ligeiramente menor que 0.3C. Para baterias com uma tensão nominal de 12 V, a tensão de carga de equalização é geralmente 14,5 V.

Quando a bateria UpS encontra uma das seguintes situações em uso, a fim de restaurar as características de carga e descarga da bateria, um método de carga balanceado deve ser adotado para resolver o problema.

1) A descarga excessiva torna a tensão terminal da bateria inferior à tensão final de descarga permitida pela bateria. Para uma bateria de chumbo-ácido do tipo 12 V M, a tensão de fim de descarga é de cerca de 10,5 V.

2) No pacote de bateria do UPS, a diferença de tensão do terminal entre as células da bateria excede cerca de 1V.

3) Baterias de armazenamento que não foram utilizadas por muito tempo e excedem o tempo de armazenamento estático. Ambiente de temperatura normal, o tempo de armazenamento estático da bateria do UPS é geralmente de 9 meses. Quando a temperatura é 31-40 ℃, o tempo de armazenamento estático é de 5 meses (incluindo baterias adquiridas recentemente).

4) Substitua a bateria com eletrólito.

5) Uma bateria que não pode ser carregada a tempo após a descarga.

6) Trabalho de longo prazo no estado flutuante (ou seja, o no-break funciona no estado de rede por muito tempo) e excede o tempo de armazenamento estático.

7) Descarregue acidentalmente e coloque a tensão do terminal da bateria abaixo da tensão de terminação.

Para a bateria de chumbo-ácido selada NP6-12, a tensão de carga de equalização é de cerca de 14 V e a corrente de carga de equalização máxima permitida é inferior a 0,28 C; para a bateria de chumbo-ácido selada LCL12V24P, a tensão de carga de equalização é de cerca de 14 V e a carga de equalização máxima permitida. A corrente é inferior a 8 A.

(8) Compensação de temperatura. Embora a faixa de temperatura operacional da bateria seja muito ampla, ela pode operar na faixa de -15 ~ +45 ℃, mas a melhor temperatura ambiente para operação da bateria é de cerca de 25 ℃. Se a temperatura ambiente mudar muito, o coeficiente de temperatura precisa ser compensado (-3mV / ℃).

(9 Operação de carregamento. A corrente de carregamento inicial da bateria é geralmente realizada de acordo com o valor especificado no manual, ou de acordo com a corrente de 1/10 da capacidade nominal. Durante o carregamento normal em uso, é melhor usar o método de carregamento por corrente constante hierárquica, ou seja, na fase inicial de carregamento Use uma corrente maior, após carregar por um determinado período de tempo, mude para uma corrente menor. Já para o estágio posterior de carregamento, mude para uma corrente menor. Este método de carregamento tem maior eficiência de carregamento, requer tempo de carregamento mais curto e o efeito de carregamento é bom. É benéfico para estender a vida útil da bateria. Alguns novos UPSs inteligentes usam monitoramento automático regular e carregamento cíclico para carregar a bateria para prolongar a vida da bateria .

(10) Carga e alta terapêutica. Para o processo terapêutico de carga e descarga da bateria, o" saúde" de cada bateria é julgado a partir da capacidade de descarga e do valor da tensão da bateria, porque a mudança de tensão de cada bateria no processo de diferentes capacidades de descarga representa o" saúde" da bateria. Medidas corretivas devem ser tomadas para baterias qualificadas.

A subtensão de algumas baterias do no-break é causada pelo dano do circuito de comando final do inversor do no-break, o que faz com que a bateria descarregue. Se a falha do circuito for reparada, a bateria deve ser conectada ao circuito original para carregar a tempo, e a bateria ainda estará tão boa quanto antes. O problema é que a bateria de subtensão não consegue fazer o no-break iniciar com êxito. Neste momento, as seguintes soluções podem ser usadas:

1) Primeiro, use uma bateria boa para ligar o no-break ao estado principal, depois remova a bateria boa e substitua-a por uma bateria de subtensão para ser carregada. Ao substituir a bateria, o UpS deve funcionar sem carga. Geralmente, depois que o UpS entra no estado de rede, desde que a alimentação da rede de entrada seja mantida normalmente, a remoção da bateria não afetará o estado da fonte de alimentação da rede. Ao carregar a bateria de subtensão, preste atenção à corrente de carga da bateria.

2) Carregue a bateria de subtensão para 10,5 V (em relação à bateria de 12 V) primeiro e o no-break poderá iniciar com êxito.

4. Requisitos de descarga

A capacidade real da bateria está relacionada à corrente de descarga. Quanto maior for a corrente de descarga, menor será a eficiência da bateria. Por exemplo,

Quando a bateria de 12V / 24Ah tem uma corrente de descarga de 0,4C, o tempo de descarga para a tensão final é de 1 hora e 50 minutos, a capacidade de saída real é de 17,6Ah e a eficiência é 73,3 [%]. Quando a corrente de descarga é 7C, o tempo de descarga para a tensão final é de apenas 20s, a capacidade de saída real é 0,93Ah e a eficiência é 3,9 [%]. Portanto, a descarga de alta corrente deve ser evitada para melhorar a eficiência da bateria. No projeto geral do circuito e na seleção de cargas do usuário, é necessário proteger a corrente de descarga do inversor da bateria do UPS para não exceder 2C.

A profundidade da descarga também tem um grande impacto na vida útil da bateria. Quanto mais profunda a profundidade de descarga da bateria, menos ciclos ela usa. Embora o condado do UPS tenha uma função de proteção de bateria de baixa tensão, geralmente quando uma única bateria é descarregada para cerca de 10,5 V (em comparação com uma bateria de 12 V), o UpS desligará automaticamente, mas se o UPS estiver em uma descarga leve ou descarga sem carga, a descarga de corrente pode melhorar a eficiência da bateria, mas quando é descarregada com uma corrente muito pequena (menos de 0,05 ° C) por um longo tempo, fará com que a capacidade de descarga real da bateria exceda sua capacidade nominal, resultando em séria descarga profunda da bateria. Quando a profundidade de descarga da bateria é 100 [%], a vida útil real da bateria é de cerca de 200 ~ 250 ciclos de carga e descarga; a profundidade da descarga é 50 [/%]

Quando, cerca de 500 ~ 600 ciclos de carga e descarga. Portanto, ao usar UPS, é necessário evitar a descarga de sobrecarga de carga pesada, e

Evite a descarga prolongada de carga leve e a descarga profunda da bateria. Também é necessário evitar a descarga de curto-circuito da bateria, caso contrário, irá danificar seriamente a capacidade de recarga e capacidade de armazenamento da bateria e encurtar a vida útil. Na aplicação real de baterias, não é o primeiro a buscar a porcentagem da capacidade de descarga, mas a encontrar e lidar com as baterias atrasadas e, em seguida, fazer um experimento de verificação de descarga após lidar com as baterias atrasadas. Isso pode prevenir acidentes e evitar que a bateria reversa se transforme em uma bateria reversa durante a descarga.