通信用组合电源的电池管理

摘要：从组合电源电池管理的角度出发，对如何提高电池使用寿命进行了探讨。关键词：阀控式密封铅酸蓄电池；二次下电；温度补偿

1引言

随着电力电子技术的发展，为满足通信技术发展的需要，研制出了以高频开关整流器和阀控铅酸蓄电池为代表的新的电源设备。阀控式密封蓄电池以其体积小、电压稳定、无污染、重量轻、放电性能高、维护量小等特点，而成为通信电源系统的首选电池。但在实际使用中，达不到理论预期寿命的比比皆是。本来应工作10～15年的电池，大都在2～3年内损坏，有的甚至连1年的寿命也达不到，从而造成了极大的经济损失。除去电池本身质量因素外，由于充放电控制不合理而造成电池提前报废的案例占了较大的比例。对电池的充放电控制不合理产生的影响是巨大的，如电池早期容量损失、不可逆硫酸盐化、热失控、电解液干涸等都与充放电控制的不合理有关。合理可靠地对电池进行管理和维护，能够保证电池有较长的使用寿命，以维护投资者的利益。因此，在通信用组合电源系统中，电池管理是其重要的功能之一；电池管理的可靠性和完善性也成了各个电源厂家之间竞争的重点之一。

2影响电池寿命的因素

目前阀控铅酸蓄电池使用较多的是2V系列和12V系列。这两种电池的寿命差别较大，一般2V系列的设计寿命是8～15年，12V系列的设计寿命是3～6年。由于12V系列的电池价格较便宜，目前在通信系统中使用12V系列的电池比例较高，但2V系列电池的应用范围也在逐渐增加，特别是在一些重要的场所基本上都使用2V系列的电池。

蓄电池制造商提供的蓄电池设计寿命为特定环境下的理论值，实际使用寿命与外部应用环境关系较大，它包括

1）环境温度的影响环境温度的升高，将加速电池板栅的腐蚀和增加电池中水分的损失，从而使电池寿命大大缩短，一般情况下，温度每升高10℃，电池使用寿命将减少50％，温度越高影响越大。在通信用阀控密封铅酸?电池行业标准YD/T799－2002中规定，高温加速浮充寿命试验是以环境温度55℃下42天的一个充放电试验折合一年的正常使用寿命,由此可见高温对电池寿命的影响。

2）充电不足长期充电不足使得负极板形成晶核，极板硫酸化，电池难以还原。

3）大电流充电充电电流过大，正极板上的活性物质PbSO4还原成PbO2时变化过于激烈，收缩太快且不均，导致电池正极板弯曲膨胀，变形损坏。

4）过放电大部分电池放电终止电压设置不准或无法设置，有的根本没有过放电保护装置，造成蓄电池组的深放电，体积增大，变形，甚至破裂。电池的过放电会对电池的使用寿命造成的影响很大，一次深度的过放电可能会使电池的使用寿命减少1～2年，甚至造成电池的报废。

5）电池长期存放没有初充电或补充电。

因此，为了延长阀控铅酸蓄电池的使用寿命，应高度重视组合电源系统的充放电控制。

3均浮充控制

通信用蓄电池的充电方式主要是浮充电和均衡充电两种。为了延长阀控电池的使用寿命，必须了解不同充电方式的充电特点和充电要求，严格按照要求对蓄电池进行充电。

一般密封铅酸蓄电池投入使用的日期距出厂日期时间较长，电池经过长期的自放电，容量必然大量损失，并且由于单体电池自放电大小的差异，致使电池的比重、端电压等出现不均衡，投入使用前应用均充电压进行初充电，否则，个别电池会进一步扩展成落后电池并会导致整组电池不可用。另外，如果蓄电池长期不投入使用，闲置时间超过3个月后，应该对电池进行一次补充电。

在浮充状态下，充电电流除维持电池的自放电以外，还维持电池内的氧循环，但是浮充状态下充电电流又是与电池的浮充电压密切相关的。因此，为了使阀控铅酸蓄电池有较长的使用寿命，在电池使用过程中，要充分结合电池制造的原材料及结构特点和环境温度等几方面的情况，制定电池合理的使用条件，尤其是浮充电压的设定。根据通信用阀控密封铅酸蓄电池行业标准YD/T799－2002的规定，在环境温度25℃时浮充电压允许变化范围为2.20～2.27V。浮充电压设置过低，电池长期处于欠充电状态，不仅会在电池极板内部形成不可逆的硫酸盐化，而且还会在活性物质和板栅之间形成高电阻阻挡层，使电池的内阻增加、容量下降。浮充电压设置过高，电池长期处于过充电状态，会使电池充电电流增大，电池负极析出的H2和正极析出的O2气体难以全部再化合成H2O，造成电池失水，板栅腐蚀加速，使用寿命提前终止。因此，在组合电源的运行与维护过程中，应根据电池厂家提供的资料进行浮充电压设置，如电池厂家推荐的单体电池浮充电压为2.25V，此时应设置组合电源的浮充电压为54V(2.25×