閥控式鉛酸蓄電池的工作原理

鉛酸蓄電池的工作原理

　　UPS、直流電源設(shè)備常用的蓄電池是鉛酸蓄電池。傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池是開口式結(jié)構(gòu)，電池在使用過程中，有氫氣和氧氣以及酸霧逸出，不僅污染環(huán)境還具有危險性，維護時需要加水、加酸，已逐漸被市場淘汰?，F(xiàn)在UPS供電系統(tǒng)中蓄電池大多采用閥控式密封鉛酸（VRLA）蓄電池。閥控式鉛酸蓄電池的主要優(yōu)點是在充電時正極板上產(chǎn)生的氧氣，通過再化合反應(yīng)在負極板上還原成水，使用時在規(guī)定浮充壽命期內(nèi)不必加水維護，所以又稱為免維護鉛酸蓄電池?？梢?，免維護只是與普通蓄電池相比，運行中免去了添加純水或蒸餾水，調(diào)整電解液液面的項目，并非免去一切維護工作。

　　閥控式密封鉛酸蓄電池的工作原理，基本上沿襲于傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池，其正極活性物質(zhì)是二氧化鉛（PbO2），負極活性物質(zhì)是海綿狀鉛（Pb），電解液是稀硫酸（H2SO4），其電極反應(yīng)方程式如下：

　　PbO2 2H2SO4 Pb≒2PbSO4 2H2O

UPS蓄電池修復(fù)方法脈沖修復(fù)法

UPS蓄電池修復(fù)方法

脈沖修復(fù)法：

蓄電池消除硫化比較好的方法就是采用脈沖修復(fù)法。在修復(fù)蓄電池時，脈沖的瞬間電壓一般根據(jù)產(chǎn)品所體現(xiàn)的功能需要，采取的瞬間電壓為60V—300V之間，如用于蓄電池延壽的產(chǎn)品脈沖電壓值就不益過大，專門由于蓄電池修復(fù)產(chǎn)品的脈沖電壓值就可以偏大，脈沖電壓高，蓄電池修復(fù)時間短，脈沖電壓低，蓄電池修復(fù)時間相對就長，盡管脈沖瞬間的電壓很高，但平均電壓并不高，對人體沒有傷害，十分安全。

全充全放電修復(fù)法：

全充全放電修復(fù)法就是對蓄電池采取完全充滿電后，再完全的放電修復(fù)蓄電池的方法。全充全放電修復(fù)法主要是對輕度損傷的蓄電池具有一定的修復(fù)作用，同時此方法還可以有效的電瓶深層的活性物質(zhì)，提高蓄電池容量。

補水修復(fù)法：

對蓄電池“失水”采取補水的方法便可修復(fù)，其目的是稀釋濃度提高的硫酸正常進行電解反應(yīng)。補水方法上較為簡單，只用打開蓄電池上蓋，可以看見有六個圓孔，向每個圓孔注射一定量的蒸餾水，再浸泡24小時以上就可以了。

蓄電池在UPS電源的成本

蓄電池在UPS電源的成本當中所占的比重又較大，一般標準配置的UPS電源（10分鐘左右的備用供電）中蓄電池所占成本的比例為20％-25％，如果再延長備用時間，蓄電池的成本將急劇增加，甚至超過整個主機所占的比重。所以針對蓄電池的充放電控制應(yīng)根據(jù)蓄電池本身的物理化學(xué)特性合理控制充放電，以限度的保持蓄電池，延長其使用壽命。對于蓄電池的放電，人們幾乎無法控制其放電速率，因為在市電停電時人們無法預(yù)測用戶所帶的負載，人們所能做的只能控制蓄電池的放電電壓，及時地提醒用戶關(guān)機切除負載，防止蓄電池的過度放電。所以對蓄電池充電控制的研究就顯得非常有意義，制定合理的充電控制策略可以有效延長蓄電池的使用壽命，提高UPS電源的循環(huán)周期。

UPS蓄電池充電采用分階段充電方式

UPS快速充電

　　是近隨著電動汽車等設(shè)施所使用蓄電池需要快速充電而出現(xiàn)的，也更能接近蓄電池的理想充電曲線，的方式有脈沖充電和變電壓間歇充電。

　　由于在線式UPS電源的蓄電池時刻要掛在直流母線上，這樣就限制了對UPS蓄電池充電有些充電方式是不能使用的，綜合以上各個充電方法的優(yōu)缺點，本文中對蓄電池充電采用分階段充電方式，在開始階段采用大電流恒流充電，當蓄電池荷電量達到一個階段后，采用小一級的電流恒流充電，后轉(zhuǎn)為恒壓充電，將直流母線電壓穩(wěn)定在浮充電壓值。并檢測環(huán)境溫度，根據(jù)穩(wěn)定的變化，對蓄電池的浮充電壓進行溫度補償，防止蓄電池出現(xiàn)過充或者欠充。本文所涉及到的UPS電源采用12伏的閥控式鉛酸蓄電池，設(shè)定終止放電電壓為10．5V，浮充電壓為13.5V。在充電過程中，根據(jù)蓄電池特性設(shè)定初始充電電流，當蓄電池電壓達到標稱值后，降低充電電流，繼續(xù)恒流充電，直到到達浮充電壓，切換為恒壓充電，并將直流母線電壓穩(wěn)定在浮充電壓。