如何提高基站电源蓄电池的寿命

摘要：随着近几年国内无线通信的不断增长及海外通信的发展，移动基站通信设备不断增加。发现有大量基站使用的蓄电池运行1年到1年半时间，放电时间大大缩短，影响通信设备正常工作。本文阐述了蓄电池寿命的定义和影响蓄电池寿命的因素，就基站电源运行过程中蓄电池的损坏原因做了分析，提出了如何延长基站蓄电池使用寿命的方法探求。 叙词：基站电源特点，蓄电池寿命，频繁停电，高温，均充 Abstract：Along with the growth of domestic wireless communications and the development of overseas communications in recent years, the number of the mobile communications base station equipments is increasing. After one or one and a half years, the discharge times of large number of batteries used in base stations are shorten heavily. This affects the proper operation of the communications equipments. In this paper, the definition of battery life time and the factor affecting this time are made, and analyses the reasons causing battery failures occurred during the operation of these power supplies, and then proposes how to extend the life time of batteries used in base stations. Keyword：characteristics of power for base stations, life-time of battery, Frequent Power Failures, High temperature, Equalizing Charge
1、概述
基站蓄电池从目前使用情况来看， 普遍存在蓄电池容量下降过快，使用寿命短，甚至短短1～2年时间蓄电池的容量只有标称容量 的30%～40%，有的只有10%～20%。而大部分基站蓄电池经过1～4年运行，容量只有其标称容量的50%左右，远远达不到设计使用寿命。与交换局站同类蓄电池相比，使用寿命也大大降低。按蓄电池使用维护标准要求，蓄电池容量只要下降到其标称容量的80％，其使用寿命就终止 ，应对其进行更换。
2、影响基站电源蓄电池寿命的因素
2.1 蓄电池寿命的定义
蓄电池的寿命一般是这样定义的，浮充状态下为3-5年或3-8年，并不是说蓄电池在频繁放电状态下使用多少年。对处于非浮充状态下工作的蓄电池，其寿命是按照循环放电次数和放电深度两个因素衡量，如表1所示。简单地以能使用多少年来衡量，是不正确的。

表1：蓄电池放电深度与使用寿命之间的关系（25℃）

放电深度（%）	设计充放电循环次数
5	10000
20	2000
50	800
100	350

对于蓄电池的循环放电次数来说，必须是在蓄电池放电后充足电能，要充足电能充电时间至少需要24小时（依据YD/T799-2002的规定）。对于充电不足的情况，其循环放电次数很难确定，肯定要低于表1中描述的数据。
所以，蓄电池实际能使用多长时间完全取决于该站点的电网情况。假如某一个站点一个月停电10次，每次放到终止电压，每隔3天停一次电，每次蓄电池都能充足电量，机房环境温度25℃，那么蓄电池可以使用2年。如果每月停电超过15次，那么蓄电池的使用寿命就很难说了，有可能可以用1年，有可能用6个月，这就要取决于停电的实际情况了。
2.2 蓄电池放电深度的定义
放电深度对电池使用寿命的影响也非常大。电池放电深度越深，其循环使用次数就越少,如表1所示，因此在使用时应避免深度放电。

图1 蓄电池放电曲线

上图是蓄电池生产厂家提供的150AH/12V蓄电池放电曲线。在实际使用时根据不同的负载电流选定不同的放电终止电压。在该放电曲线中，以10小时放电和5小时放电曲线为例，对于10小时放电（负载电流为15A）来说，如果放电到终止电压11V（44V），此时蓄电池放出的容量大约为100%。一般情况下，为了保护蓄电池尽量避免其深度放电，放电深度最好≤80%，终止电压在46V左右，放电时间约为8小时。对于5小时的放电率来说（负载电流为25.2A），终止电压10.8V（43.2V）放出100%容量，在实际使用时放电深度≤80%，终止电压在45.6左右，放电时间为4小时。
2.3 蓄电池寿命终止的几种因素
对于阀控密封铅酸蓄电池来说，有四种失效模式：正极板腐蚀、失水、热失控、硫酸盐化。其中正极板栅腐蚀由于合金工艺技术的提高，腐蚀速度非常慢，一般是10-15年。
失水的途径比较多：节流阀设计不合理，频繁开启；电源对蓄电池频繁均充；环境温度过高。其中高温是最主要的因素，高温会加速蓄电池失水速度，导致蓄电池容量下降。以25℃为基准，当蓄电池运行环境上升10℃，寿命减少50%。如图2所示。

图2 温度对蓄电池运行寿命的影响

热失控是蓄电池在充电过程中产生热量不能及时释放出，温度和化学