浮充
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備用電池和浮動充電

用於電信設備備用應急電源、不間斷電源 (UPS) 等的電池在等於 OCV + x mV 的恆定電壓下連續充電(或浮動)。 x 的值取決於設計和備用製造商。 通常,每個電池的浮點值為2.23至2.30 V。 浮子電池服務是持續充電的電池,僅在電源中斷的情況下調用以執行。 這個恆定電位值足以使它們保持在充滿電的狀態。 除了充電以補償先前的放電外,恆定電位(CP)充電還補償電池空閒時發生的自放電過程。

浮子充電器如何工作?

浮充充電器以預設電壓持續為電池充電,無論充電狀態如何。 設備未與充電器斷開連接。 將考慮停電和環境溫度等當地條件,以決定更精確的浮動電壓設置。 容量是此設置中最重要的方面。 充電器還可能具有升壓功能,以便在頻繁斷電的情況下為下一次斷電準備電池。

充電條件包括:

  • 充電類型:每節電池2.25至2.30 V的恆定電位,每節電池的溫度補償為-mV至-3 mV
  • 初始電流:最大為額定容量的 20% 至 40%
  • 充電時間:連續,與SOC無關

一些製造商表示,鉛酸電池的充電在15-30°C範圍內最有效,如果環境溫度在0至40°C範圍內,則不需要溫度補償。 否則,可以考慮內置溫度補償電路來提高充電效率。 基於20-25°C,每個電池每 oC的溫度補償為零下2至-3 mV是可取的。

下表是溫度補償指南。

表 1. 12 V 電池浮動電壓的溫度補償

[http:// www. eastpenn-deka.com/assets/base/0139.pdf]

溫度, °C

浮動電壓,伏特

最佳

最大

≥ 49

12.8

13

44-48

12.9

13.2

38-43

13

13.3

32-37

13.1

13.4

27-31

13.2

13.5

21-26

13.4

13.7

16-20

13.55

13.85

10-15

13.7

14

05-09

13.9

14.2

≤ 4

14.2

14.5

什麼是浮充和升壓充電?

充電設備可以正常具有兩種充電速率。 它們是:

  • 快速加速充電
  • 涓流充電

設施通常用於快速升壓設施,以便在緊急放電後為電池充電。 對於淹沒型電池,增壓器部分的輸出始終高達2.70 V,用於為電池充電,對於閥控式電池,輸出高達2.4至2.45 V。 涓流充電輸出能夠以每節電池2.25 V的電壓水準補償電池的自放電和其他內部損耗。 就電流而言,所需的輸出將取決於電池的大小。

浮架充電站

對於數周內無法發貨的電池,有必要在發貨前保持電池充滿電。 對於此類電池,在貨架上等待時有兩種涓流充電選項。 多個電池串聯並以 40 至 100 mA/100 Ah 的電流密度進行充電,或者可能有幾個單獨的電路來分別為每個電池充電。 如上所述,所有這些電池都以略高於其OCV的浮動充電。

浮充 AGM 閥控式密封鉛酸鉛酸蓄電池

AGM電池的浮充與傳統的充斥電池浮充並無不同。 但是在兩個品種中發生的浮充過程的操作存在一些差異。
閥控式密封鉛酸蓄電池具有低內阻,因此在充電週期的初始部分可以很好地接受充電。
恆電位、電壓調節和溫度補償充電器是閥控式密封鉛酸蓄電池的最佳充電器。

CP浮動充電電壓通常為每節電池2.25至2.30 V。 浮動充電電流沒有限制。 但是,對於閥控式密封鉛酸蓄電池,對於 CP 電壓為 14.4 至 14.7 的升壓充電,大多數製造商(包括淹沒式和閥控式密封鉛酸)規定初始最大電流為額定容量的 30% 至 40%。 大多數製造商規定浮動電壓值的±1%,升壓充電電壓的±3%。

[1. https://www.thebatteryshop.co.uk/ekmps/shops/thebatteryshop/resources/Other/tbs-np65-12i-datasheet.pdf 2. https://www.sbsbattery.com/media/pdf/Battery-STT12V100.pdf 3. https://eu.industrial.panasonic.com/sites/default/pidseu/files/downloads/files/id_vrla_handbook_e.pdf]

溫度對閥控式密封鉛酸蓄電池浮子壽命的影響

溫度對閥控式鉛酸蓄電池的壽命有巨大的影響。 工作溫度每升高10°C,預期壽命就會縮短一半。 下面給出的數字證實了這一事實。 松下特定產品在20°C下的浮子壽命約為10年。 但在30°C時,壽命約為5年。 同樣,在40°C下的壽命約為2年6個月 [Figure 10 in https://eu.industrial.panasonic.com/sites/default/pidseu/files/downloads/files/id_vrla_handbook_e.pdf]。

http:// news.yuasa的第6頁。 co.uk/wp-content/uploads/2015/05/SWL-Shortform.pdf]

因此,如果消費者想要購買新電池,他應該考慮平均環境溫度和該溫度下的壽命。 如果他希望電池在30至35oC下持續使用5年,他應該選擇在20oC下設計壽命為10年的電池。

不同溫度下的浮充壽命

圖1 松下VR產品在不同溫度下的浮子壽命
https://eu.industrial.panasonic.com/sites/default/pidseu/files/downloads/files/id_vrla_handbook_e.pdf

Float life at different temperatures

圖2 湯淺(英國)VR產品在不同溫度下的漂浮壽命

http://news.yuasa.co.uk/wp-content/uploads/2015/05/SWL-Shortform.pdf

英國標準6240-4:1997,給出了生命對20至40°C溫度的依賴性。

閥控式密封鉛酸蓄電池的循環壽命

與浮子壽命相比,由於每個迴圈使用的活性材料量,VR電池的循環壽命將更短。 在浮充操作中,僅當出現電源中斷時,才要求電池供電。 但是,在迴圈模式下,電池每次都會放電到所需的放電深度(DOD),並立即充電。 這種放電后再充電稱為 「迴圈」。 迴圈壽命取決於每個循環轉換的材料量,即DOD。 轉換越低,壽命越高。 下表顯示了松下閥控式密封鉛酸密封鉛酸產品在三個DOD級別的60%和80%容量報廢壽命下壽命。

表 2. 在25oC的環境溫度下,松下閥控式密封鉛酸(VRLA)產品的近似生命週期為3個DOD的60%和80%的報廢。 https://eu.industrial.panasonic.com/sites/default/pidseu/files/downloads/files/id_vrla_handbook_e.pdf 圖22]

國防部到生命周期結束

100% DOD 下的生命週期

50% DOD 下的生命週期

30% DOD 下的生命週期

壽命高達 60 % DOD

300

550

1250

壽命高達 80 % DOD

250

450

950

  • 溫度和浮動電流

表 3. 每節電池2.3 V的浮動電流,適用於三種類型的鉛酸電池,在不同溫度下

[[改編自C&D Technologies https://www. cdtechno。 com/pdf/ref/41_2128_0212.pdf

圖 19,第 22 頁]

溫度, °C

近似電流,mA/Ah20

淹沒的鈣細胞

25

0.25

30

0.35

40

0.6

50

0.9

60

1.4

凝膠VR電池

25

0.6

30

0.75

40

1.5

50

3

60

6

AGM VR 電池

25

1.5

30

2

40

3.5

50

8

60

15

  • 浮子操作適用性測試 [IEC 60896-21 和 22:2004]

IEC 給出了一個測試程式,用於檢查VR單元是否適合浮子操作。 電池或電池組應承受VFloat 的浮動電壓,該電壓應由製造商指定在每節電池2.23至2.30伏特的典型範圍內。 應測量並註明每個電池或單體電池的初始電壓。 3個月後,應測量並記錄每個電池或單體電池的電壓。 在浮動操作6個月後,電池或單體電池應進行容量測試。 排放時的實際容量應大於或等於額定容量。

  • 電池間浮動電壓變化

由於固有的過程變數,單個電池或電池組的電壓必然會在浮動工作電壓範圍內變化。 板的內部參數的微小差異,如活性材料的重量,活性材料的孔隙率,板壓縮和AGM壓縮的差異,電解質體積的變化等,導致這種變化。 即使有嚴格的品質控制步驟(在單元操作中的材料和過程控制中),VR產品也顯示出電池間的變化,導致浮動操作期間電池電壓的“雙峰”分佈。

在具有過量淹沒電解質的傳統電池中,兩個板彼此獨立地充電。 氧氣和氫氣在硫酸溶液中的擴散率較低。 在充電過程中產生的氣體退出電池,因為它們沒有足夠的時間與板相互作用。

在VRLA細胞中,氧迴圈現象使這種現象變得複雜。 與淹沒的細胞一樣,水分解發生在正板上;電網腐蝕也會發生。 雖然在浮充的早期階段(由於非饑餓條件),一些氧氣從VR電池中逸出,但在飽和度從最初的90%降至95%到更低的水準后,就會產生氣路。

現在,在正極板上發生的水分解的反向反應開始在負板上發生:

PP上的水分解:2H2O → 4H+ + O2 ↑ + 4e (1)

NP上的O2 還原(=O2 複合):O2 + 4H + + 4e2H2O +(熱) ………….(2)

[2Pb + O2 + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O+ Heat] ……..(3)

從上述反應中可以注意到以下幾點:

  • 可以看出,最終結果是電能轉換為熱量。
  • 因此,當VR電池進入氧氣循環階段時,電池會變得更熱。
  • 氧氣不會流失到大氣中
  • NAM中的鉛轉化為硫酸鉛,因此NP的潛力變得更加積極;這將導致防止氫氣的演化
  • 為了補償NP電壓的降低,正極板變得更正,並且發生更多的析氧和腐蝕(因此施加的浮動電壓不會改變)。 由此產生的氧氣將在NP上減少,NP進一步經歷極化,導致NP具有更積極的電位。

由於氧氣複合的電流消耗,正如Berndt [D. Berndt,第5屆ERA電池研討會和展覽,英國倫敦,1988年4月,第1部分,論文4。 2. R.F.納爾遜在蘭德,D.A.J;莫斯利;加什。 J ;Parker, C.D.(Eds.) Valve-Regulated Lead-Acid Battery, Elsevier, New York, 2004, Chapter 9 , page 258 et seq.]。

表 4. 浮充:通風電池和閥控式密封鉛酸蓄電池的浮子電流、熱量逸出和散熱比較

淹沒的單元格

虛擬實境單元

言論

每節電池的浮動電壓,伏特

2.25

2.25

相同的浮動電壓

平衡浮動電流,mA/100 Ah

14

45

VR電池的容量大約是其3倍

等效能量輸入,mW

31.5 毫瓦(2.25 V X 14 毫安)。

101.25 毫瓦(2.25 V X 45 毫安)。

VR電池的容量大約是其3倍

通過氣體除去的熱量,mW

20.72 毫瓦(1.48 V X 14 毫安)。 (20.7/31.5 – 66 %)

5.9 (1.48 V x 4 毫安)

(5.9/101.25 = 5.8 %

十分之一的淹沒細胞

熱平衡,mW

31.5-20.72 = 10.78

101.25 – 5.9= 95.35

浮充電流與熱量的轉換,百分比

10.8

95

約9倍於VR電池

  • 充氣和充電電壓

通常,在推薦的浮動電壓下的氧迴圈效率將正極板上產生的所有氧氣重新組合到負極板上的水,因此不會發生或可以忽略不計的水損失,並且析氫受到抑制。

但是,如果超過推薦的電壓或電流,就會開始發生氣體放電。 也就是說,氧氣的產生超過了細胞重組氣體的能力。 在極端情況下,氫氣和氧氣都會進化,並且會發生水分流失,並伴有更多的熱量產生。

表 5. 凝膠電解質VR電池不同浮動電壓下的氣體排放和浮動電流,170 Ah

[改編自C&D Technologies www. cdtechno .com/pdf/ref/41_2128_0212.pdf

圖 17,第 21 頁]

充電電壓,伏特

近似氣體生成量,毫升/分鐘

氣體生成量,毫升/安赫/分鐘º

近似電流,安培

近似電流,毫安/安培

< 2.35

2.35 開始充氣

0.4

2.35

2.4

1.5

0.0088

0.45

2.65

2.46

3.5

0.0206

0.6

3.53

2.51

10

0.0588

1.4

8.24

2.56

24

0.1412

3

17.65

º 計算值

  • 充電電壓和電流

表 6. 凝膠電池和 AGM 閥控式密封鉛酸蓄電池的浮動電壓與浮存電流

[改編自C&D Technologies www. cdtechno.com /pdf/ref/41_2128_0212.pdf

圖 18,第 22 頁]

浮動電壓(伏特)

電流,毫安/安赫

膠凝VR電池

AGM VR 電池

2.20

0.005

0.02

2.225

3

9

2.25

6

15

2.275

9.5

22

2.30

12

29

2.325

15

39

2.35

25

46

2.375

30

53

2.40

38

62

2.425

45

70

2.45

52

79

表 7. 淹沒的鈣、凝膠和 AGM VRLA 電池在不同溫度下的浮充電,每節電池浮充 2.3 伏

[改編自C&D Technologies www. 騰訊網. com/pdf/ref/41_2128_0212.pdf

圖 19,第 22 頁]

電池溫度, °C

電流,毫安/Ah20

淹沒式鈣電池

膠凝VR電池

AGM VR 電池

25

0.25

0.65

1.5

30

0.375

0.9

2

35

0.425

1.25

3

40

0.55

1.6

4.1

45

0.7

2

6

50

0.875

3.5

7.5

55

1.15

3.75

11.1

60

1.4

6

15

  • 浮動電壓、工作溫度和壽命

在高於建議的浮動電壓時過度充電將大大縮短電池的使用壽命。 此圖表顯示了凝膠電池過度充電對壽命的影響。

表 8. 凝膠電池的迴圈壽命百分比與再充電電壓的關係( 建議每節電池充電2.3至2.35 V)

萬維網. eastpenn-deka. com/assets/base/0139.pdf

再充電電壓

凝膠電池的循環壽命百分比

推薦

100

0.3 V 更多

90

0.5 更多

80

0.7 更多

40

羅恩·布羅斯特 [羅恩·布羅斯特 第十三屆年度電池大會 應用與進展,加州大學,長灘,1998年,第25-29頁。 已報告在12V上騎行的結果

VRLA(德爾福)在30,40和50 oC時達到80%DOD。在25pC下,每25個迴圈對電池進行2小時100%放電,以確定容量。 結果表明,30oC時的迴圈壽命約為475,而數字分別降至360和135,分別約為40和50oC

浮子電壓、浮子溫度、壽命的相互關係

圖 3. 浮子壽命對浮子電壓和浮子溫度的依賴性

[瑪律科姆·溫特,第3屆 ERA電池研討會,1982年1月14日,倫敦,(ERA報告第81-102號,第3.3.1頁。 自

浮動電壓下的浮動壽命
  • 浮充過程中的電解液體積和溫度升高

充電過程中的溫度升高在淹沒的電池中最小,在AGM VR電池中最大。 原因在於不同類型的電池具有的電解質的體積。 下表說明瞭這一事實。 由於與AGM細胞相比,電解質的體積更高,凝膠細胞可以承受更深的放電。

表 9. 電池類型和電解質的相對體積

sv-zanshin .com/r/manuals/sonnenschein _gel_handbook_part1.pdf]

淹沒的儲存格,OPzS

凝膠細胞,Sonnenschein A600細胞

AGM細胞,Absolyte IIP

凝膠細胞,Sonnenschein A400細胞

AGM 電池, Marathon M, FT

1

0.85 到 0.99

0.55 到 0.64

1

0.61 到 0.68

1

0.56 到 0.73

1.5 到 1.7

1

1.4 到 1.8

1

  • 浮充上的電壓分佈

在浮充開始后,一串浮充VR電池中的電壓分佈在不同時期會有所不同。 最初,當細胞具有比饑餓條件更多的電解質時,細胞將經歷更高的電壓,並且具有良好重組的細胞將表現出較低的電池電壓(由於負極板電位降低);具有較高酸體積的電池將具有極化的負極板,其將表現出更高的電池電壓,從而導致氫氣的析出。

雖然所有單個電池電壓的總和等於施加的串電壓,但各個電池電壓對於所有電池電壓都不相同;有些將具有比每個電池電壓更高的電壓(由於非饑餓條件和氫氣析出),而另一些則具有較低的電壓(由於氧氣迴圈)。 示例

的這種現象是由納爾遜給出的[1. R.F.納爾遜在蘭德,D.A.J;莫斯利;加什。 J ;Parker, C.D.(Eds.) Valve-Regulated Lead-Acid Cells, Elsevier, New York, 2004, Chapter 9 , page 266 et seq. 2. R.F. Nelson,第四屆國際鉛酸電池研討會論文集,美國加利福尼亞州三藩市,1990 年 4 月 25 日至 27 日,第 31–60 頁。

表 10. 48 V/600 Ah陣列中300 Ah方形VR單元的單個電池電壓分佈數據以每節電池2.28伏特浮動。

[R.F.納爾遜在蘭德,D.A.J;莫斯利;加什。 J ;Parker, C.D.(Eds.) Valve-Regulated Lead-Acid Battery, Elsevier, New York, 2004, Chapter 9 , page 266 et seq]

原始電壓

30天浮存金充電後

78天浮存金充電後

106天后的浮存金

電壓範圍,V

點差,mV

電壓範圍,V

點差,mV

電壓範圍,v

點差,mV

電壓範圍,V

點差,mV

2,23 到 2,31

80

2,21 到 2,37

160

2,14 到 2,42

280

2,15 到 2,40

250

可以看出,有些電池可能進入充氣階段(2.42 V),有些電池低於每節電池2.28 V的外加電壓。

一些作者認為,電池電壓在浮動操作的六個月內穩定下來,電池電壓的變化將在平均值的±2.5%以內。 這意味著對於平均值 2.3

每節電池的電壓,變化將在2.24 – 2.36的範圍內(即,2.3V工作時小於或更高60mV)。[Hans Tuphorn, J. Power Sources, 40 (1992) 47-61]

以下是為了能夠滿足段落所需的長度而定義的無意義內文,請自行參酌編排。

以下是為了能夠滿足段落所需的長度而定義的無意義內文,請自行參酌編排。

圖 4. 電池與新型 370V UPS 電池浮子電壓的變化 浮動充電電壓 = 2.23 Vpc

[Hans Tuphorn, J. Power Sources, 40 (1992) 47-61]

電池與電池電壓的變化
  • 浮充和控制電池電壓的重要性:

在浮動充電期間控制電池電壓非常重要。 實驗 在48V / 100Ah電信VR電池上進行的演示說明瞭這一事實。

電池以每節電池2.3 V的電壓浮動,電流為04 0.6 毫安/Ah 和端部溫度

細胞,中心細胞和周圍環境相等)。 串的浮動電壓為2.3 V x 24節電池= 55.2 V。

表 11. 2.3 V浮動充電的電信電池48 V,100 Ah電池,電流為04 0.6 毫安/艾

[馬修斯, K;Papp, B, R.F. Nelson, in Power Sources 12, Keily, T;Baxter, B.W.(編輯) International Power Sources Symp. 委員會,萊瑟黑德,英格蘭,1989年,第1-31頁。

不。 電池短路數量

電池電壓上升到,伏特

浮動電流增加到(mA/Ah)

電池溫度升高, °C

持續時間到所述溫度的升高,小時

言論

2.4 (55.2 ÷ 23)

2.5

1

24

無溫升

2.51 (55.2 ÷ 22)

11

5

24

最小的溫升

2.63 (55.2 ÷ 21)

50

12

24

開始進入熱失控

2.76 (55.2 ÷ 20)

180

22

1

進入熱失控狀態。

產生的 H2S 氣體

上述數據表明,從熱的角度來看,1或2個電池的短路不會是災難性的。

前提是VR細胞不在濫用條件下使用(例如, > 60°C和高充電電流或浮動電壓高於每節電池2.4 V),它們不會釋放H2S或SO2氣體。 如果產生這些氣體,周圍的銅和黃銅元件以及其他電子部件將被污染和玷污。 因此,必須監測浮子上電池的電池電壓。

  • 熱失控

高浮動電壓和浮動電流會導致更高的電池溫度。 因此,所有類型的電池都必須有良好的通風。 當VR單元內部產生的溫度(由於氧迴圈等因素)不能被單元系統消散時,溫度就會升高。 當這種情況持續較長時間時,由於氣體(O2H2)的產生而導致電解質的乾燥和溫度升高將導致細胞罐損壞並可能發生爆裂。

下圖顯示了熱失控現象結果的一些示例:

熱失控引起的火災
熱失控引起的火災
熱失控引起的短路
熱失控引起的短路
由於熱失控導致的容器損壞
由於熱失控導致的容器損壞
熱失控引起的爆炸
熱失控引起的爆炸

圖 5. 熱失控效應

[https://www. cpsiwa.com/wp-content/uploads/2017/08/14.-VRLA-Battery-White-Paper-Final-1.pdf]

  • 浮動充電電壓和正極板腐蝕加速係數

充電電壓對VRLA壽命的影響如溫度。 正向腰圍的腐蝕速率取決於板保持的電位。 圖[皮亞利·索姆和

Joe Szymborski, Proc. 第13屆年度電池大會 Applications & Advances, Jan 1998, California State Uniiv., Long Beach, CA pp. 285-290] 表明柵格腐蝕速率具有最小值範圍,即最佳板極化水準(即40至120 mV)。 該板極化電平對應於最佳浮動電壓設置。 如果正極板極化(PPP)水平低於或高於最佳水準,則電網腐蝕速率迅速增加。

圖 6. 正柵格腐蝕加速度與正極板極化

[Piyali Som和Joe Szymborski,Proc。 第13屆年度電池大會 Applications & Advances, Jan

1998年,加州州立大學,長灘,加利福尼亞州,第285-290頁]

正極板極化
正柵格腐蝕加速度與正極板極化
  • 板電位和極化

浮動電壓與正極板極化(PPP)之間的關係非常重要。圖7顯示了四種不同溫度下各種浮動電壓的正極化(PPP)水準示例。 極化是與開路電壓(OCV)或平衡電位的偏差。 因此,當具有2.14 V OCV(OCV取決於用於填充電池的酸密度(OCV =比重+ 0.84 V)的鉛酸電池在2.21 V的電壓下浮動時,它被2210-2140 = 70 mV極化。 最佳板極化水準範圍在 40 到 120 伏特之間。 建議的浮動電壓為每節電池2.30 V。

圖 7. 浮動電壓對正極板極化的影響示例[Piyali Som和Joe Szymborski,Proc。 13年度電池大會 Applications & Advances, Jan 1998, California State Uniiv., Long Beach, CA pp. 285-290]

浮動電壓對正極板極化的影響示例
  • 汽車電池浮充

如果一個人想對汽車電池(或汽車起動器電池或SLI)電池進行浮動充電,他應該選擇一個恆定電位充電器,該充電器也可以設置電流限制。 車載汽車系統設計用於在修改後的恆電位充電模式下為汽車電池充電。 此模式永遠不會允許電池超過設定的電壓限制,因此是安全的。

汽車電池完全充電的持續時間取決於其充電狀態,即電池是完全放電還是半放電或完全放電,並且幾個月沒有充電。

根據充電器的額定電流(安培額定值)和電池的容量,幾個小時或超過24小時。

例如,12V,60 Ah容量的汽車電池,如果完全放電,可以在25到30小時內充電,前提是充電器能夠以2到3安培的電流為電池充電。

如果您不知道Ah容量,可以通過幾種方法找出容量:

  1. 從電池上的標籤
  2. 從經銷商那裡瞭解該特定汽車的電池型號。
  3. 從電池上的備用容量 (RC) 額定值
  4. 如果電池上給出了CCA(冷啟動安培)額定值(請參閱印度標準或任何給出RC和CCA額定值的起動器電池標準。示例是 14257)。

因此,我們可以調整充電時間。

始終建議在充滿電時斷開電池與充電器的連接。 如果電池充滿電,電壓將保持不變。 此外,充電器上的電流表將顯示非常低的電流,恆定在0.2至0.4安培的範圍內,持續兩到三個小時。

  • 浮充磷酸鐵鋰電池

VR電池的充電和LiFePO4是電池,在各個方面是相似的:

  1. 第1階段:兩者都可以在恆流(CC)模式下啟動充電(高達80%的輸入)
  2. 第 2 階段:達到設定電壓後切換到 CP 模式(充滿電)
  3. 第3階段:第三階段是涓流電荷(在VR電池的情況下是可選的,在LiFePO4電池的情況下不需要,因為兩個電極都有過充電和伴隨的有害反應的風險)。

兩種類型的電池在第一階段的區別在於充電電流。 對於LiFePO4電池,電流可以高達1 C安培。 但在VR電池的情況下,建議最大0.4 C A。 因此,在LiFePO4電池的情況下,第一階段的持續時間將非常短,低至一小時。 但在VR電池的情況下,這個階段在0.4 C A下需要2小時,在0.1 C A下需要9個小時。

與第一階段一樣,在LiFePO4電池的情況下,第二階段花費的時間也較少(低至15分鐘),而需要4小時(0.4 C A)至2小時(0.1 C A)。

因此,總體而言,LiFePO4 電池需要大約3到4個小時,而VR電池需要6個小時(在0.4 C A和2.45 V CP充電下)到11小時(在0.1 C A和2.30 V CP充電下)。

圖 8. 松下VR電池在不同初始電流下2.45 V和2.3V的恒壓電荷 [https://eu.industrial panasonic.com/sites/default/pidseu/files/downloads/files/id_vrla_handbook_e.pdf]

松下VR電池在不同初始電流下每節電池2.45 V和2.3V的恒壓充電

筆記:

測試條件:

放電:0.05 C A恒流放電(20小時速率)

截止電壓:每節電池 1.75 V

充電:每節電池—————–2.45 V

每節電池 2.30 V ____

溫度: 20°C

圖 9. 閥控式密封鉛酸蓄電池充電配置檔

[https://www.功率聲波.com/博客/如何充電鋰 – 鐵 – 磷酸鹽 – 壽命po4電池/]

圖 9. 閥控式密封鉛酸蓄電池充電配置檔

圖 10. 磷酸鐵鋰電池 充電配置檔

[https://www. power-sonic.com/blog/how-to-charge-lithium-iron-phosphate-生命-電池/]

圖 10. 磷酸鐵鋰電池充電配置檔

如開頭所述,對於LiFePO4電池來說,涓流電荷階段不是必需的。 VR電池在儲存幾個月後可能需要它。 但是,如果設想使用任何時間,VR電池可以以每節電池2.25至2.3 V的電壓進行涓流充電。

LiFePO4電池不應以100%SOC儲存,如果它們在180天內放電並充電至70%SOC一次至365天的存儲就足夠了。

充電電壓(例如,每節電池最大4.2 V)應控制在每節電池25至50 mV±以內,具體取決於電池的化學性質、電池尺寸和製造商。 最初施加1C安培的電流,直到達到電池電壓限值。 此後,CP 模式被打開。 當接近最大電壓時,電流以穩定的速率下降,直到充電以大約0.03 C的電流結束,具體取決於電池的阻抗。 初始電流為1 C安培,鋰離子電池可在2.5至3小時內實現完全充電。

一些製造商允許將初始電流增加到1.5 C安培。 但製造商通常不允許使用2.0 C安培的初始電流,因為較高的電流不會明顯減少充電時間。 [Walter A. van Schalkwijk in Advances in Lithium-Ion Battery, Walter A. van Schalkwijk and Bruno Scrosati (Eds.), Kluwer Academic, New York, 2002, Ch 15, page 463 et seq.]

雖然LiFePO4電池聲稱充電時間非常短,但應該注意的是,考慮到充電器的瓦數,這種充電器的投資將非常高。

實際上,我們可以以100安培(1C安培)為100 Ah鋰離子電池充電,而等效的VR電池可以以最大40安培(0.4 C安培)的電流充電。 鋰電池的尾端電流對於該電池為3安培,而對於VR電池,充電浮充的末端電流約為50 mA。 Li電池和VR電池的總充電時間為3至4小時,約為10小時。

Li電池不需要涓流電荷,而對於VRLA電池,它們可能需要在3到4個月後進行涓流充電。 VR電池可以存儲在100%SOC下,而鋰電池必須存儲在低於100%SOC下。

充滿電的鋰離子電池不應進一步充電。 提供給充滿電的鋰離子電池的任何電流都會導致電池損壞。 可以容忍一點過度充電,但如果電池管理系統(BMS)沒有保護,極端條件將導致爆裂和放電

如需進一步閱讀,請參閱 https://battlebornbatteries.com/charging-battleborn-lifepo4-batteries/

https://www.electronicsweekly.com/market-sectors/power/float-charging-lithium-ion-cells-2006-02/

圖 11. 標準鋰離子電荷演算法的電荷階段

[Walter A. van Schalkwijk in Advances in Lithium-Ion Battery, Walter A. van Schalkwijk and Bruno Scrosati (Eds.), Kluwer Academic, New York, 2002, Ch 15, page 464.

圖 11. 標準鋰離子電荷演算法的電荷階段
  • 浮充鋰離子電池-浮壓鋰離子電池

鋰離子電池不需要浮充。 它們也不應在充滿電的條件下儲存。 如果設想長時間存儲,它們可以在6至12個月內放電並充電至70%SOC。

浮充和涓流充電

  • 涓流充電和浮充有什麼區別?

涓流充電 是一種維護費用,用於充值。 維護費用僅補償自放電。 根據電池的年齡和狀況,電流密度為40

在維護充電(涓流充電)期間可能需要達到 100 mA/100 Ah 的標稱容量。 這些電池應在每次放電後充電。 一旦電池 充滿電后,應將其與充電器斷開連接。 否則,電池將損壞。

浮動充電是一種連續的恆壓充電,電池始終準備好提供所需的電力,因為它始終處於完全充電狀態。

電池可以浮動充電多長時間?

浮動充電電壓保持在足夠高的值,以補償電池的自放電,並始終保持電池處於完全充電狀態,但要足夠低,以最大限度地減少正電網的腐蝕。 充電電流在很大程度上取決於負載曲線。 負載脫落後,電流會更高。 在此模式下,電池永遠不會過度充電。 長時間閑置時,浮充電流為每100 Ah容量200至400 mA。

電池永遠不會與充電器斷開連接。 電池漂浮在充電器總線上。

  • 如何計算浮充電流

浮充器在檢測電池電壓後提供電流。 因此,無需計算浮充電流。 只有,可以將初始浪湧電流限制在最大0.4 C安培。 由於浮充是恆電位充電器,它會自動將電流降低到所需的水準。 相反,電池只會收到它想要的東西。 通常,所有VR電池都以每節電池2.3 V的電壓浮動。 充滿電的電池每 100 Ah 電池容量只能接收 0.2 到 0.4 A 的電流。

  • 升壓和浮充的區別

升壓充電是一種相對高電流的充電方法,當沒有其他電池可用時,需要在緊急情況下使用放電的電池,並且SOC不足以用於

緊急工作。 因此,鉛酸電池可以根據可用時間和電池的SOC以高電流充電。 由於現在可以使用快速充電器,因此今天對升壓充電非常熟悉。 通常,這種升壓充電器在100A時開始充電,然後逐漸變細至80A。 最重要的是,溫度不應允許超過48-50°C。

浮充是每個VR單元2.25至2.3 V的連續恆定電位電荷。 浮動充電使電池隨時可以根據需要供電。 電池始終保持在此水準,並且在斷電后,充電器提供高電流,當電池充滿電時,每100 Ah電池容量逐漸減少到約0.2至0.4 A。

  • 吸收充電和浮充

恆流充電 在CC-CP(IU)充電模式下,當電池接收到大部分輸入時稱為”批量充電階段“和 恆電位模式 充電,在此期間電流逐漸減少稱為 “吸收充電級”和這種CP模式的充電電壓稱為 吸收電壓。

希望這篇文章對你有用。 如果您有任何建議或問題,請隨時寫信給我們。 閱讀其他語言功能表中印地語的浮動充電。 請參閱連結以進一步閱讀 有關浮充的相關信息

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