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军用电池维护方案

时间:06-04 10:42点击:
军用电池维护方案 前 言 本文主要论述了蓄电池几种主要检测和维护方法,并针对军用电池品种繁多,使用条件特殊等特点提供了三套具体解决方案。 1. 标称容量 各种蓄电池的标称容

军用电池维护方案


前 言

本文主要论述了蓄电池几种主要检测和维护方法,并针对军用电池品种繁多,使用条件特殊等特点提供了三套具体解决方案。

1. 标称容量

各种蓄电池的标称容量或额定容量(符号C)是由电池生产厂家规定的表征电池特性的标准值。一般规定用恒定电流在20℃或室温下的放电容量作为额定容量。对于应用领域不同的蓄电池,其额定容量通常用不同的放电时间表征, 分别称做C20、C10或C5。所以,起动蓄电池(SLI)以及小型便携式蓄电池,常用20小时放电率容量表示额定容量,普通固定型铅酸蓄电池的额定容量在我国及欧洲用10小时率容量表示,而美国用8小时率容量表示。牵引蓄电池的额定容量基本上用5小时率容量表示。5小时率容量也用于碱性蓄电池。而镉/镍蓄电池使用10小时率容量作为额定容量。

2. 检测方法综述对比

长期以来,为检测蓄电池容量及完好状态,采用了很多不同的方法,主要分成以下几种:

2.1 放电检测方法:

这是一种长期以来一直采用的方法,也是电池容量标定的基本方法,这种方法采用恒流放电的方式,直接测定电池容量。

优点:权威性强(检测结果就是标准),可靠性高,易于操作,不容易产生测量错误。

缺点:较费时间,按10小时率、3小时率和1小时率,分别需要10小时、3小时、1小时。

2.2 快速检测方法:

这种方法大多测量电池电阻,(或电导)因为电池的电阻与电池容量有一定的关系,电阻增大容量下降,再通过电阻与容量的比例关系间接推算出电池容量。这种方法大概有以下几种:

2.2.1 短时间,大电流放电计算分析法:

这种方法利用在大电流放电的同时检测电池电压变化的方法计算出电池的电阻,并能结合电池出厂参数及其它参数, 计算出电池的剩余容量。

优点:自动化程度高、检测速度快,约3-5分钟放电后由计算机软件完成数据分析。

缺点:准确性低(60%-80%左右)各种因素影响较大,对操作人员要求较高,设备成本较高,约3-5万,

(需配PC机).

2.2.2 交流频率相位测电阻法:

这种方法的原理是在电池两端施加一固定频率的交流电压,通过测量电压与电流的相位差测出电池内阻,然后间接推算出电池容量。

优点:操作简单,设备价格适中1-2万

缺点:准确率低(60%-85%左右),受各种因素影响较大,对操作人员经验要求较高,不同人员可能作出差别很大的判断。

2.2.3 交流频率相位测电导法:

这种方法的原理内在电池两端施加一固定频率,通过测量电压与电流的相位测出电池电导,然后间接推算出电池容量。

优缺点:与测电池电阻法基本一致,都需要有经验专业人员。同时,必须有电池厂家的原始资料及电池的历史记录资料,进行综合对比分析,才有可能得出对电池性能的正确的判断。表1-1展示了镉/镍蓄电池的内阻值,它是用两种方法测定的。

 (d.c):用直流放电方法:纽扣电池:i 1 =0.1C(A);i 2 =2.1C(A)。

圆柱和方形电池:i 1 =0.2C(A);i 2 =4.2C(A)。

( a.c):用交流方法测试,频率为1000Hz。

2.3 检测方法对比

总的来说目前最权威的仍是放电检测法,而电阻或电导与蓄电池的可用容量的相关性受各种参数的影响,其实用意义,尚有争论。

3. 电池维护和修复

由于电池特有的理化特性,使得电池的贮存、使用、维护等受诸多因素的影响而变得比较复杂。但作好电池维护,保障电池一直处于完好状态是工作目的。为此,除了日常电池的测试和保养外,作好电池维护,包括对落后电池的修复是十分重要的。

3.1 维护与修复

日常维护包括贮存期间的补充电(干荷或电池未加液剂前不需充电);正常在用期间的均恒充电;落后电池的循环充电修复等。

3.1.1 存贮期间的补充电

如果阀控铅酸蓄电池长时间中断浮充电,或者新蓄电池在使用之前储存了很长时间,就需要进行补充电。对于富液蓄电池(普通铅酸电池或开口电池),建议每六个月进行一次补充电,间隔时间的长短主要取决于温度。由于阀控铅酸蓄电池的自放电率较低,补充电间隔时间的长短相当于富液电池间隔时间的 2 倍。

补充电可以采用一般的浮充电压值进行恒压充电,充电时间至少 48 小时。也可以用适当的电流进行恒流充电。

3.1.2 在用期间的均恒充电

电池在使用后,应每半年至一年应进行一次均恒充电或核对容量试验。

3.1.3 修复

如果发现有落后电池,应及时修复,有效简便的修复可使用循环充 / 放电方式进行。

4.解决方案

4.1 方案1

采用宽范围 DC60C/F 充电放电二用机完成电池的容量检测和修复工作 。

4.1.1

1. 概述

本机专为 48V蓄电池组维护而设计,集充电、放电为一体,可广泛应用于通信基站、电力、电站等领域。 实现对整组或单体电池 (1-24节)的充电、放电、活化、修复过程。体积小、重量轻,数字表显示,操作简便,智能化程度高,充电部分参数设定后可恒压或恒流自动完成充电过程;放电部分参数设定后可恒流自动完成放电过程。

2. 面板略

3. 充电部分

主要特点与功能:

① 采用开关电源电路,效率高。

② 控制芯片采用进口军用级 IC,功率逆变管采用进口快速IGBT,其余元件则采用进口工业等级器件,电路设计优化合理,生产工艺严格完善,保证机器的可靠性和稳定性。

③ 如需加大输出电流,输出可直接多台并联,无需均流处理。

④ 数字表显示充电电压、电流值。

⑤ 可根据需要无级连续调节充电电压、充电电流。

⑥ 数字定时 /累计计时功能:可设定充电时间,时间到,自动关断充电机;自动累计本次充
电时长。

技术指标参数:

① 充电电压: 1V~60V

② 充电电流: 6A~50A(最大60A)

③ 工作电压 : AC220V±10%;频率:50HZ±10%

④ 输出过压保护值: 72V

⑤ 效率: >85%

负载调整率: <1%

⑦ 电压调整率: <0.1%

⑧ 纹波电压: <1%

⑨ 保护:输入过压、欠压;输出过压、过流、短路;整机过热

⑩ 整机过热保护阈值: 80℃~85℃

1. 绝缘电阻:≥ 20M

4. 放电部分

主要特点与功能 :

数字表显示,操作简便,智能化程度高,参数设定后,自动恒流控制完成蓄电池组的容量测试。功率控制部分采用进口大功率 FETMOS管;电流采样选用日本进口霍尔传感器,使整机可靠性大大提高。

① 用户可根据电池容量或检测要求设定放电电流。

② 通过“放电电流调节”旋钮可以使放电电流在 1~50A内无级调整 、设定。电流设定后自动实现恒流放电。

③ 根据电池节数选择设置不同的放电电压及欠压保护值,可实现对不同节数电池的放电。

④ 自动保护功能

设有欠压、断电自动保护功能,在电源掉电或因电池电压低于欠压保护值时自动关断负载,保护电池组,避免过度放电。

⑤ 自动报警功能

当出现放电时间到时,或电池组电压过低,或机箱温度过高时,自动发出报警声响。

⑥ 数字表显示放电电压、电流检测值。

⑦ 数字定时 /累计计时功能:

可设定放电时间,时间到 ,自动关断负载;可自动累计本次放电时长

技术指标参数 :

① 放电电压: 2V~48V±10%,电池节数1~24节

② 放电电流: 1A~50A (最大60A)

③ 工作电压 : AC220V±10%;频率:50HZ±10%

5. 体积/重量

① 体积: 480mm×450mm×170mm(长×宽×高)

② 重量 :约15kg

4.1.2

对于 5Ah 以下电池,可采用 DC48-5 型充 / 放二用机进行维护和修复。

① 主要技术指标:接入电压: 1V - 48V

电流: 0.01A-5A

② 数字定时器: 1 分 —99 小 59 分钟

③ 体积 425 × 170 × 300

4.2 方案二

采用智能电池检测仪与 PC 机组成智能型蓄电池检测系统,由 PC 机数据处理软件进行数据分析找出落后和劣化电池作档案记录,打印出曲线报表。

ZN48-100 主要功能 :

1. 液晶屏实时显示:中文菜单提示,实时显示所有测试数据:放电电流、电池组总电压、单体电池电压、放电时长、放电容量和机内温度等测试数据。

2. 键盘设置:放电电流、最低保护电压等参数由键盘设置。

3. 实时监控功能:实时显示并控制各设定的参数(如电压、电流、时间等)。可自动在线实时检测、 记录单节或整组电池的电压等参数。

4 . 自动保护功能:可通过设定电池组和单体电池最低保护电压、放电容量、放电时长四种门限报警而实现自动保护,并设有高温、断电报警。

5. IC 卡转储数据:每张 IC 卡可保存 16 组数据(每组 24 节电池放电 10 小时),由读卡器将数据转存到微机中,经数据处理后,显示打印曲线和报表,可判别每节电池的优劣。

6. 实时通讯:可通过 RS232 或 RS485 接口直接与微机通讯,实现电脑监测和数据分析。

7 . 故障记录查询:可通过现场面板直接查询记录的故障情况 , 或通过计算机查询故障的详细信息。

8. 强大的数据处理功能:可对电池的多项测量结果 , 曲线显示 , 生成报表 , 并进行综合计算分析 , 准确判别。

9. 并机功能:可将 2-3 台单机并联工作,增大放电电流,并机后的最大电流可达单机最大电流乘以并机数。

 

4.3 方案三

将方案一中的 2 种型号的自动充 / 放电二用机合二为一特制成专用的一体化设备,来满足所有备用电池的维护。

参考文献:

①免维护蓄电池 [ 德 ]D.Berndt 著;唐槿译 --- 中国科学技术出版社 2001.7. ISBN 7-5046-3047-0

②通信电源设备管理中问题浅析及解决

作者:王金生 河北通信公司网缓络运行维护部

③蓄电池维护全面解决方案

作者:李彦钢 庄辉 张阿敏 (石家庄凯翔通信技术有限公司,石家庄, 050021 )

④ 通信用组合电源的电池管理 《电源世界》 2004 年第 6 期

作者:田剑峰 苏光明 (深圳中兴通讯股份有限公司, 深圳 518004 )

⑤ USP 常见故障的分析及排除及方法 《 USP 应用》 2004-6 总 36

作者:张恩利 侯振义 (空军工程大学电讯学院)

⑥ F.Ciliberti, “ Battery Standardization ” , Chapter 4 in D.Linden(Editor) “ Handbook of Batteries ” ,2nd Edition, @McGraw-Hill, Inc.1995

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