蓄电池放电特性

蓄电池是将化学能直接转化成电能的一种装置，是按可再充电设计的电池，通过可逆的化学反应实现再充电，通常是指铅酸蓄电池，它是电池中的一种，属于二次电池。它的工作原理：充电时利用外部的电能使内部活性物质再生，把电能储存为化学能，需要放电时再次把化学能转换为电能输出，比如生活中常用的手机电池等。

它用填满海绵状铅的铅基板栅（又称格子体）作负极，填满二氧化铅的铅基板栅作正极，并用密度1.26--1.33g/mlg/ml的稀硫酸作电解质。电池在放电时，金属铅是负极，发生氧化反应，生成硫酸铅；二氧化铅是正极，发生还原反应，生成硫酸铅。电池在用直流电充电时，两极分别生成单质铅和二氧化铅。移去电源后，它又恢复到放电前的状态，组成化学电池。铅蓄电池是能反复充电、放电，它的单体电压是2V，电池是由一个或多个单体构成的电池组，简称蓄电池，最常见的是6V、12V蓄电池，其它还有2V、4V、8V、24V蓄电池。如汽车上用的蓄电池（俗称电瓶）是6个铅蓄电池串联成12V的电池组。对于传统的干荷铅蓄电池（如汽车干荷电池、摩托车干荷电池等）在使用一段时间后要补充蒸馏水，使稀硫酸电解液保持1.28g/ml左右的密度；其使用直到寿命终止都不再需要添加蒸馏水。

蓄电池的充放电特性

　蓄电池具有自放电效应。从生产制造车间到用户使用，大约要延误数月的时间。以PA-NASONIC蓄电池为例，在30℃的环境温度下贮藏8个月，蓄电池的残存容量仅为出厂时的一半，因此对于新购买的和UPS配套的蓄电池，一般要进行一次较长时间的充电，这叫做初充电。蓄电池的初充电电流大小应按0.1C来充电，蓄电池在放电终了后可进行再充电，这叫正常充电。目前在UPS中普遍采用两种充电方式:浮充和脉充。所谓浮充电是指整流器的输出和蓄电池并联工作，并同时向负载供电，实际上此时整流器提供的电流分两路，一路送给负载，另一路送给蓄电池，以补充蓄电池自身内部损耗，浮充充电工作方式接线简单，对改善UPS输出瞬态响应特性有好处。脉冲充电的特点是充电电流随蓄电池容量而变化，用这种方式充电，可以缩短充电时间。

　　　　当UPS的蓄电池在使用中遇到下述情况之一时，要想恢复蓄电池的可充放电特性，应采用均衡充电的办法来解决。

　　1)过量放电使得蓄电池的端电压低于蓄电池所允许的放电终了电压。对12V的M型铅酸蓄电池而言，其放电终了电压为10.5V左右。

　　2)UPS蓄电池组中，各蓄电池单元之间的端电压差别超过1V左右。

　　3)长时间放置不用，超过静态存储时间的蓄电池。常温环境，一般UPS蓄电池的静态存储时间为9个月。当温度为31~40℃时，静态存储时间为5个月(包括新购蓄电池)。

　　4)重新更换了电解液的蓄电池。

　　5)放电后末能及时充电的蓄电池。

　　6)长期工作于浮充状态(即UPS长期工作于市电状态)并超过静态存储时间。

　　7)不慎放电，将蓄电池端电压放至低于终止电压。

　　对于NP6-12型密封式铅酸蓄电池，其均衡充电电压为14V左右，最大允许的均衡充电电流小于0.28C；对于LCL12V24P型密封式铅酸蓄电池，其均衡充电电压为14V左右最大允许的均衡充电电流小于8A。

　　(8)温度补偿。虽然蓄电池的工作温度范围很宽，可在-15~+45℃范围内运行，但是蓄电池运行最佳环境温度为25℃左右，如果环境温度变化较大，需用温度系数进行补偿(-3mV/℃)。

　　(9充电操作。蓄电池的初充电电流大小一般按说明书中的规定值，或按额定容量1/10的电流来进行。使用中正常充电时，最好采用分级定流充电方式，即在充电初期用较大电流，充电一定时间后，改用较小电流，至于充电后期，改用更小电流。这种充电方法的充电效率较高，它所需充电时间较短，充电效果也好，对延长蓄电池寿命有利。有的新型智UPS采用定期自动监测及循环充电的方式进行对蓄电池充电，以延长蓄电池寿命。

　　(10)治疗性充放电。对于蓄电池治疗性充放电过程，从放电容量和蓄电池电压值判断每只蓄电池的“健康情况”，因为不同放电容量过程中每只蓄电池的电压变化就代表了该蓄电池"健康"状况，如有不合格的蓄电池，应采取补救措施。

　　有些UPS蓄电池欠电压是由于UPS逆变器末级驱动电路损坏，造成蓄电池放电所致。若在修好电路故障后，应及时将蓄电池接入原电路充电，仍然会使蓄电池复好如初。问题在于欠电压的蓄电池无法使UPS启动成功。此时，可用如下办法解决:

　　1)先用好的蓄电池将UPS启动到市电状态后，再撤掉好蓄电池换上待充电的欠电压蓄电池。在调换蓄电池时，要求UPS空载运行。一般UPS迸入市电状态后，只要保持输入市电正常，撤掉蓄电池不会影响市电供电状态。给欠电压的蓄电池充电过程中，应注意观察蓄电池的充电电流。

　　2)将欠电压的蓄电池先充电到10.5V(相对于12V蓄电池)以上，便可使UPS成功启动。

　　4.放电要求

　　蓄电池实际放出的容量和放电电流有关，放电电流越大，蓄电池的效率越低。例如，12V/24Ah的蓄电池当放电电流为0.4C时，放电至终止电压的时间是1小时50分，实际输出容量17.6Ah，效率为73.3[%]。当放电电流为7C时，放电至终止电压的时间仅为20s，实际输出容量0.93Ah，效率为3.9[%]。所以应避免大电流放电，以提高蓄电池的效率。一般电路设计和用户选择负载时，都要保护UPS蓄电池逆变放电电流不超过2C。

　　放电深度对蓄电池使用寿命的影响也非常大，蓄电池放电深度越深，其循环使用次数就越少。虽然UPS郡有蓄电池低电压保护作用，一般单节蓄电池放电至10.5V(相对于12V蓄电池)左右时，UPS就会自动关机，但是如果UPS处于轻载放电或空载放电的情况下，尽管小电流放电能提高蓄电池的效率，但是当用极小电流(小于0.05C)长时间放电时，将导致蓄电池实际放出容量超过其额定容量，从而造成蓄电池严重的深度放电。当蓄电池放电深度为100[%]时，蓄电池实际使用寿命约为200~250次充放电循环；放电深度为50[%]时，约为500~600次充放电循环。因此，在使用UPS时，既要避免重载过电流放电，又要避免长时间轻载放电造成蓄电池深度放电。更要避免蓄电池短路放电，否则，会严重损坏蓄电池的再充电能力和储电能力，缩短使用寿命。在蓄电池的实际应用中，不是首先追求放出容量的百分之多少，而是要关注发现和处理落后蓄电池，经对落后蓄电池处理后再做核对性放电实验。这样可防止事故，以免放电中落后蓄电池恶化为反极蓄电池。

                                                                     蓄电池蓄放电特性

        所谓蓄电池是指整流器的输出与蓄电池并联工作，并同时向负载供电，实际上此时整流器提供的电流分两路，一路送给负载，另一路送给蓄电池，以补充蓄电池自身内部损耗。