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        ?淺析閥控式友聯UNION蓄電池熱失控現象

        發布日期:2022-06-23 09:00:52瀏覽次數:487

        淺析閥控式友聯UNION蓄電池熱失控現象


        閥控式友聯UNION蓄電池(以下簡稱閥控電池)因其成熟的技術,高性價比和維護簡單等特性,被廣泛應用于通信、電力系統當中。但導致閥控電池失效的原因有很多,其中熱失控就是典型現象,熱失控的直接導致后果就是是電池內部電解液干涸,電池內阻異常,電池殼體變形膨脹,甚至破裂,散發出大量酸性氣體。
          
          閥控友聯UNION電池的結構決定了熱失控現象的產生,友聯UNION閥控電池與排氣式富液電池相比較,富液電池的電解液容量較多且有良好的排氣散熱功能,大量的電解液對化學反應溫度上升有很好的緩沖作用,且反應時蒸發的氣體帶走了大部分熱量,即便采用不同的充電方式,都不易在富液電池使用中出現熱失控,而閥控電池封閉的結構與相對較少的電解液決定這種結構易發生熱失控,由于溫度與電流的平衡關系脆弱,表現在過充電時電解水產生的熱量不能很好的釋放,溫度和電流形成正反饋,相互推升直至失控。
          
          一、友聯UNION閥控電池熱失控的原因
          
          1.產生熱量的原因:友聯UNION閥控電池在放電后回充時,一般充電設備先進行均充,設定不超過0.1C的均充電流,即12V150AH的電池,均充電流不超過15A(0.1C*150AH),隨著電池端電壓不斷上升,充電電流則不斷下降,當端電壓滿足(一般2.25~2.27V/只)轉入恒壓充電,充電電流降至某一個設定的很小值后(依各廠家不同,設定值略有不同)轉入浮充狀態,上述就是三段式充電的過程。
          
          前期由于電池放電,特別是放電量較大時,在后期充電過程中電能基本補充損失的化學能,沒有過多的電能轉化為熱能,而電池即將充滿時,電能將大部分轉化為熱能,引起電池內部溫度升高,所以在充電后期或是浮充狀態,保證小電流充電,避免大量電能轉化為熱能是非常重要。
          
          2.友聯UNION電池充放電反應的方程式:
          
          Pb(負極)+PbO2(正極)+2H2SO4=2PbSO4+2H2O
          
          其中由正極產生的氧氣與負極反應:
          
          2Pb+O2=2PbO;
          
          PbO+H2SO4=PbSO4+H2O
          
          上述兩個反應均是放熱反應。而浮充電流對溫度十分敏感,溫度的上升會導致浮充電流增大,若充電設備沒有溫度補償功能,不能及時調整浮充電壓(當溫度上升時適當降低浮充電壓,且保證浮充電流不變),浮充電流增加又加速放熱反應的進行,則浮充電流和溫度相互影響逐步升高,直至出現熱失控。
          
          曾處理過一場熱失控事故,事故地點在某大廈地下3層,兩臺UPS各掛20支電池,兩臺UPS電源和電池品牌均對應一致且在相同環境中,一組共20塊電池全部膨脹報廢,另一組20支電池完好,電池為名牌產品同一批次,進場時曾做過檢測,不存在質量問題。后經分析,造成熱失控的直接原因是UPS電源充電部分故障,是由于過充引起,非電池問題。
          12v65.JPG  原因如下:
          
          1.從UPS電源歷史記錄中可查,該UPS電源在電池沒有放電的情況下,突然由浮充轉均充并充電12個小時,導致電池內部溫度突升,殼體變形。
          
          2.地下室精密空調之前由于室外機過臟,高壓鎖定停機,缺少了降溫設備導致加速了熱失控的發生。
          
          3.UPS間沒有監控設備和負責人員,長期處于無人看管的狀態。
          
          對于此次事故,客戶曾有疑問,懷疑電池膨脹的原因是由于電池排氣閥未能及時打開所致。膨脹變形原因分為熱變形和受力變形,電池殼體承受壓力變形的能力遠大于排氣閥,若出現內部壓力過高,肯定會首先打開排氣閥減少壓力。實際電池膨脹是因為熱變形造成,在熱失控情況下,內部溫度過高造成殼體高溫變形。
          
          二、預防措施
          
          1.建議使用帶有溫度補償的充電設備,增加電池監控設備為上策,以對每一塊電池實時測量性能。
          
          2.UPS間室內環境應通風,溫度維持在20~25°C,配備機房專用空調,以適應長時間不間斷的恒溫需求。
          
          3.免維護電池只是維護量相對降低,并非不需維護與保養,在使用中也是需要有人維護。
          
          綜合上述,閥控式友聯UNION蓄電池熱失控是在外因的誘導下逐步發生的,因此在使用中對可能造成熱失控的因素要稍加注意,在一定程度上可預防熱失控的出現,保障設備的安全,保障客戶的利益。


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