VRLA蓄电池充放电特性与电池容量的选型
VRLA
VRLAVRLA，Valve-Regulated Lead Acid Battery即“阀控式密封铅酸蓄电池”的缩写。
它诞生于20世纪70年代，由于VRLA是全密封的，不会漏酸，而且在充放电时不会象老式铅酸蓄电池那样会有酸雾放出来而腐蚀设备，污染环境，所以备受欢迎，在世界上广泛使用。
目前的电动车电池均为VRLA。
工作原理1．电池的充/放原理：铅酸蓄电池的基本电极反应是铅（Pb）和二价铅（Pb）及四价铅（Pb）之间的转化。
放电过程：负极：Pb→Pb正极：Pb→Pb（（+） PbO2 + 3H+ + HSO4 －+ 2e 放<═══>充 PbSO4 + 2H2电子得失为：负失正得即负氧化正还原充电过程：负极：Pb→Pb正极：Pb→ Pb（－）Pb + HSO4－放<═══>充 PbSO4 + H＋ + 2e电子得失为：负得正失即负还原正氧化电池的充放电反应电池总反应：Pb + 2H+ + 2HSO4— + PbO2放<═══>充PbSO4+ 2H2O +PbSO42．VRLA电池的密封原理：（1）电池内部气体产生的原因：电池在过充电时电池分解水，正极产生O2，负极产生H2正极板栅腐蚀的同时产生H2电池自放电时正极产生O2，负极产生H2（2）氧复合原理（氧循环原理）：电池在充电过程中，正极除了有PbSO4转变为PbO2以外，还有氧析出反应，特别是电池的充电后期，当电池容量达到80%时，氧的析出反应更为剧烈，两极的气体析出反应如下：（+）2H2O → O2 + 4H+ + 4e (--) 2H+ + 2e → H2对于浮充使用的VRLA电池，即使是浮充电流很小，但在长期浮充状态下，除浮充电流一部分用于电池自放电生成的PbSO4转为正负极活性物资以外，不避免的，浮充电流另一部分则用于水的电解，使正极析出氧气，负极析出氢气。
氧和氢气的产生使电池内部失水，电解液密度发生变化，也使电池难以密封。
通信基站蓄电池维护方法
通信基站蓄电池维护方法在直流供电系统中，蓄电池与整流器并联，组成浮充供电系统。
整流器正常输出时，蓄电池荷电备用，并起平滑滤波作用，降低整流器输出杂音，提高供电质量。
当整流器故障停机或交流电源中断时，蓄电池对负载供电，确保供电不中断。
蓄电池是直流供电系统中不可缺少的后备电源。
一、基站蓄电池维护规程1、基站蓄电池的维护要求（1）维护内容检查蓄电池壳体；检查蓄电池极柱、连接条和安全阀；检查蓄电池的环境条件和工作参数；测量蓄电池单体电压，电导；测量测量蓄电池容量；（2）维护要求●蓄电池壳体清洁，无损伤、渗漏和变形；●极柱、连接条是否清洁；有否损伤、变形或腐蚀现象；电池极柱处无爬酸、漏液，连接处有无松动，温升正常；安全阀周围无酸雾、酸液溢出；●蓄电池相关参数设置正确；●全组各蓄电池之间的端电压差值应不大于90mV；●电池电导符合厂家标准；●蓄电池容量测试合格。
●严禁不同规格、不同厂家的电池在同一直流供电系统中使用；不同年限的电池不宜在同一直流供电系统中使用。
2、基站蓄电池维护周期表二、VRLA 蓄电池的结构与工作原理1、阀控式铅酸蓄电池的基本结构其主要组成：正负极板组、隔板、电解液、安全阀及壳体，此外还有一些零件如端子、连接条、极柱等。
序号项目周期备注1保持电池周边环境卫生2个月2检查接头连接处有无松动、腐蚀现象3检查电池壳体有无渗漏和变形4检查极柱、安全阀周围是否有酸雾酸液逸出，有无白色结晶5测量电池电导值关注突变的单体电池6全面清洁蓄电池季7测量蓄电池组、各单体电池的端电压8检查馈电母线、电缆及软连接头等各连接部位的连接是否可靠，并测量压降半年9核对性放电试验▲阀控蓄电池基本结构2、阀控蓄电池的工作原理阀控蓄电池正极板上的活性物质是二氧化铅（PbO2），负极板上的活性物质为纯铅（Pb ），电解液由蒸馏水和纯硫酸按一定的比例配制而成。
因为正负极板上的活性物质的性质是不同的，当两种极板放置在同一硫酸溶液中时，各自发生不同的化学反应而产生不同的电极电位。
VRLA蓄电池充放电特性与电池容量的选型
24/48V DC 电压等级/电池数量 电压等级 电池数量 负载电流（ ） 负载电流（A） 放电功率（ ） 放电功率（W）
不同放电电流的容量
放电电流与容量的关系
不同放电电流的容量
容量同放电电流的关系
温度-容量的关系
48V直流系统选型及实例 48V直流系统选型及实例
48V直流系统选型
1、容量Q ≥ KIT /η Q —— 蓄电池容量； K —— 安全系数，一般取 1.25左右； I —— 负载电流（A）； T —— 放电小时数（H）； η —— 放电容量系数（参见下页） 2、考虑 温度补偿： 温度与容量关系 C = e
VRLA蓄电池的充电特性 VRLA蓄电池的充电特性
充电电压与温度的关系
充电电压 均充 浮充 2.35V/单格 2.25V/单格 温度补偿系数 -5mV/℃ 单格 -3mV/℃单格
选择特定的浮充电压和均充电压是为了使电池在最好的状态下运 行。浮充电压过高，电池的浮充电流随之增大，加快板栅腐蚀速 度，降低电池使用寿命；浮充电压过低，电池不能维持充足电状 态，引起硫酸盐化，容量减少，也会降低电池的使用寿命。
VRLA蓄电池的放电特性 VRLA蓄电池的放电特性
VRLA蓄电池的放电特性 VRLA蓄电池的放电特性
铅酸蓄电池以一定的电流放电时，其端电压的变化如下图：
几种放电类型
a, 恒功率放电： 以恒定的功率放电至某一特定电压，在放电过程 中，放电电流会上升。UPS放电为恒功率放电。 UPS内部会消耗电能，故电池实际放电功率等于 负载功率除以UPS的转换系数。 b, 恒电流放电： 以恒定的电流放电至某一终止电压。放电过程中 电流不变，在测定电池容量时用到该放电方式。 c, 恒电阻放电： 一般是用于电池阻值恒定的电池的测试，如一次 性电池和一些家电电池。
VRLA蓄电池结构组成及充放电原理教案
VRLA蓄电池结构组成及充放电原理一.教学目标：熟悉VRLA蓄电池型号命名规则，以及VRLA蓄电池组成结构和蓄电池的充放电原理。
二.教学重点、难点：重点是蓄电池充放电原理；难点就是蓄电池的组成结构各部分的含义。
三.教学过程设计：1.VRLA蓄电池型号命名规则：蓄电池型号部分是根据汉语字母命名的，比如阀控式则为F，密封式则为M，固定式则为G。
给出几个型号的案例让学生能够对型号有个大体的了解GFM-1000，这里省略第一项串联单体电池，则表示2V单体，GFM表示固定阀控密封式蓄电池，1000表示额定容量为1000Ah。
6-FM-65表示12V单体，阀控密封式蓄电池，65Ah的额定容量在给出一个蓄电池的型号后，能够分析处蓄电池的额定容量及单体电池的额定电压。
2.VRLA蓄电池组成结构铅酸蓄电池的组成主要包括：正极板组，负极板组，电解液，隔板，电池槽，安全阀，引出端子等。
正极为红棕色的活性物质二氧化铅PbO2；负极为海绵状的金属铅Pb；采用稀硫酸作为电解液；正负极之间采用隔板隔开；电池槽，或叫电池壳，是装载上述物质的槽体，一般是塑料外壳；当电池槽内的气体较多时，会打开安全阀，使壳内气体溢出；为了能够引出蓄电池的电，在正负端子处会引出极柱。
3.VRLA蓄电池充放电原理在放电正极的PbO2，和负极的Pb，与电解液稀硫酸发生化学作用，产生PbSO4，并析出水，而在充电电流的作用下，PbSO4会被分解，重新恢复为PbO2和Pb，并附着在正负极板上。
在放电时，负极板绒状铅与硫酸作用产生多余的电子，呈负电位，而正极板PbO2与硫酸作用失去电子，呈正电位，从而在蓄电池开路时正负极板之间产生了电位差，形成了电动势，从而将化学能转换成电能，向外电路输出在充电时，利用外加直流电源加载到蓄电池上，此时可以看出，它是放电的逆过程，在此过程中，正负极板上的硫酸铅和电解液中的水，在充电电流的作用下分别还原为活性物质PbO2，和Pb，以及H2SO4。
光伏发电系统蓄电池选择与容量设计准则
光伏发电系统蓄电池选择与容量设计准则光伏系统用的蓄电池主要有固定型铅酸蓄电池、VRLA电池、镉镍蓄电池和碱性蓄电池，这四种电池各有缺点，在选购蓄电池时，要根据运用情况进行选择。
1.光伏发电储能专用铅酸电池为适应光伏电站对蓄电池的要求，我国进行了光伏专用铅酸蓄电池的研制，并取得了一定进展。
国内尚无光伏发电储能专用铅酸蓄电池技术标准和检测标准，一些厂家虽在开发、试制专用储能铅酸蓄电池方面进行了努力，但技术不够成熟且品种较少。
因此，目前选用完全适合于光伏发电的储能铅酸蓄电池，仍受到一定限制。
2.固定型铅酸蓄电池固定型铅酸蓄电池的优点是：容量大、单位容量价格便宜、使用寿命长和轻度硫酸化可恢复。
与启动用蓄电池相比，固定型蓄电池的性能更贴近光伏系统的要求。
目前在功率较大的光伏电站多数采用固定型（开口式）铅酸蓄电池。
开口型铅酸蓄电池的主要缺点是：需要维护，在干燥气候地区需要经常添加蒸馏水、检查和调整电解液的相对密度。
此外，开口式蓄电池带液运输时，电解液有溢出的危险，运输时作好防护措施。
3.密封型铅酸蓄电池近年来我国开发了蓄电池的密封和免维修技术，引进了密封型铅酸蓄电池生产线。
因此，在光伏发电系统中也开始选用专门的维护，即使倾倒电解液也不会溢出，不向空气中排放氢气和酸雾，安全性能好：缺点是对过充电敏感，因此对过充电保护器件性能要求高，当长时间反复过充电后，电极板易变形，且间隔较普通开口铅酸蓄电池高。
近年来，国内小功率光伏电池已选用密封型铅酸蓄电池。
10KW级以上的光伏电站也开始采用密封型铅酸蓄电池，随着工艺技术的不断提高和生产成本的降低，密封型铅酸蓄电池在光伏发电领域的应用将不断扩大。
4.碱性蓄电池目前常见的碱性蓄电池有镉镍电池和铁镍电池。
碱性蓄电池（指镉镍电池）与铅酸蓄电池相比，主要优点是对过充电、过放电的耐受能力强，反复深放电对蓄电池寿命无大的影响，在高负荷和高温条件下，仍具较高的效率，维护简便，循环寿命长：缺点是内电阻大，电动势小，输出电压较低，价格高（约为铅酸蓄电池的2～3倍）。
VRLA电池
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三、工作原理
1、工作原理 充电：将电能转化为化学能在电池内 储存起来 放电：将化学能转化为电能供给外 电路 2、电池反应
PbO2+2H2SO4+Pb
放 充
PbSO4+2H2O+ PbSO4
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3、充放电特征
放电特性：不断消耗活性物质和稀硫酸溶 液，使电池端压和电液比重不断下降。 U=E-ir 充电特性：在外电场力的作用下，生成物 不断还原为活性物质，水分子不断恢复为 稀硫酸溶液，使电池端压和电液比重不断 上升。 U=E+ir
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二、结构特性
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1、极板组 (1)组成：正极板和负极板 (2)正极板：①板栅：铅—钙多元合金 ②活性物质：PbO2 (3)负极板：①板栅：铅—钙合金 ②活性物质：Pb
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2、隔板
（1）材料：超细玻璃纤维（AGM） （2）作用：①防止正、负极板短路 ②储存75%左右的电液 ③氧气扩散
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3、电解液
（二）基础电压指标
基础电压范围内的工作电压有三种： 1、浮充电压 2、均衡电压 3、终止电压
基础电压上限值由均衡电压确定，下限值 基础电压上限值由均衡电压确定， 均衡电压确定 由终止电压确定。 终止电压确定。
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（七） VRLA电池的维护
1、 VRLA电池的安装
高度超过400mm的电池建议 采用卧式安 装，高度低于400mm的电池可选用立式或卧式 安装。
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2、放电速率
放电时间率：指蓄电池放电到终了时的 时间的长短。单位为“小时”（用“h” 表示）
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3、终止电压
定义：蓄电池以一定的放电率，在 25oC环境温度下放电至能再反复充电使 用的最低电压，称为放电终止电压 终止电压。 终止电压
高功率VRLA电池放电和浮充性能研究
高功率VRLA电池放电和浮充性能研究张植茂*，王丽斋，郝国兴，张丽芳，刘建楼，张旭东（风帆有限责任公司，河北 保定 071057）摘要：阀控式铅酸（VRLA ）电池的制造工艺包括有效增长寿命的胶体（GEL ）工艺和适合高功率放电的吸附玻璃棉（AGM ）工艺。
通过对国内 VRLA 电池企业和品牌的分析，高功率 VRLA 电池是新的发展趋势。
针对 UPS 市场，浮充充电对电池是至关重要的。
本文中，主要对采用先进的冲孔和拉网板栅，以及连续涂板生产制造技术生产的新型高功率 VRLA 电池的成组串联浮充性能进行测试分析。
实验结果表明，新型高功率 VRLA 电池 20 小时率恒电流和 15 min 恒功率放电性能均优于普通电池的。
除此之外，随着浮充时间的延长，电池电压极差逐渐减小，说明新型高功率 VRLA 电池具有良好稳定性和一致性。
关键词：VRLA 电池；高功率；初期放电；浮充电压；一致性中图分类号：TM 912.1 文献标识码：B 文章编号：1006-0847(2017)03-101-04收稿日期：2016-12-23*通信作者Study on the discharging and float charging performances ofhigh power VRLA batteriesZHANG Zhimao *, WANG Lizhai, HAO Guoxing, ZHANG Lifang, LIU Jianlou, ZHANG Xudong(Fengfan Co., Ltd., Baoding Hebei 071057, China)Abstract: At present, the main manufacturing processes for VRLA batteries are the GEL process for a long lifetime and the AGM process which is suitable for high power discharging. Many domestic VRLA battery brands are analyzed. As a result, the high-power VRLA batteries are a new development trend all over the world, especially for the UPS market, the float charging is essential for the batteries. In this paper, the high-power VRLA batteries made by the advanced punched and expanded grids and the continuous pasted plate manufacturing technology are tested. The experimental results show that the discharge performance of high power VRLA batteries at 20 h rate constant current and 15 min constant power is better than that of the battery made of the casting grids. In addition, with the increasing time of the float charging, the voltage range of these batteries is decreased gradually, and indicating that the high-power VRLA batteries have good stability and consistency.Keywords: VRLA battery; high-power; initial discharging; float charging voltage; consistency0 引言铅酸蓄电池是具有 150 多年发展历史的二次电池，因其具有安全性高、电性能稳定、制造成本低且可再生利用的强大优势被广泛应用于各个领域。
知识点2VRLA电池的充电与放电电子教案
VRLA电池的充电与放电电子教案➢浮充电压1.自放电现象由于电池内杂质的存在，使正极板和负极板活性物质逐渐被消耗而造成电池容量减小的现象。
2.浮充定义为补充自放电，使蓄电池保持完全充电状态的连续小电流充电。
3.浮充电压定义浮充时的充电电压。
4.浮充电压取值YD/T799—2010规定：“蓄电池浮充电单体电压为2.20~2.27V（25℃）”，具体取值必须严格按照蓄电池厂家的规定为准，否则取2.23V（25℃）。
48V电池组的浮充电压为53.5V （25℃）。
5.温度补偿即以25℃为基准，随温度变化而调整蓄电池的充电电压。
实际温度（t）下单体电池的浮充电压（Ut）：Ut=Ue-0.003×(t-25)蓄电池组的浮充电压绝对值（│UZt│）：│UZt│=n[Ue-0.003×(t-25)]式中Ue为蓄电池厂家规定的25℃时单体电池浮充电压（V）；t为蓄电池的实际温度（℃）；例题：某电池在25℃浮充电压为2.25V，计算48V电池组在35 ℃的浮充电压。
解：35 ℃时单体电池浮充电压=2.25-0.003×(35-25)=2.22V35 ℃时48V电池组浮充电压=2.22×24= 53.28V6.均衡性指标进入浮充状态24小时后，各蓄电池之间的端电压差应不大于90mV（2V）、240mV（6V）和480mV（12V）。
➢均充电压1.均衡充电定义为使蓄电池组中所有单体电池的电压等达到均匀一致的充电，称为均衡充电（简称均充）。
2.均充电压定义均充时的充电电压。
3.均充电压取值YD/T799—2010规定：“蓄电池均充电单体电压为2.30~2.4V （25℃）”，具体取值必须严格按照蓄电池厂家的规定为准，否则取2.35V（25℃）。
48V电池组的均充电压为56.4V （25℃）；4.均充时间一般均充6~18小时，最长不超过24小时。
➢恒压限流充电蓄电池组的工作方式为全浮充工作方式；通信局（站）现在广泛采用的充电方法是恒压限流充电方式。
VRLA铅酸蓄电池充电参数
某电池制造商提供给充电器制造商的技术条件如下:第一阶段:恒流阶段采用恒定电流对电池充电,电流值一般为蓄电池容量的0.2倍到0.3倍,如17Ah电池的恒流充电电流为3.4A~5.1A,电流恒定,电压随着充电时间延长而逐步增加,直到电压涨到15V,转入第二阶段.第二阶段;恒压阶段采用15V恒电压对蓄电池充电,随着时间的增加,电流逐渐下降,一般要求电流下降到恒流充电电流的1/3时,认为电池已经充满电.以17Ah电池为例,电流下降到1.1~1.7A时,认为电池已经充满电,可以转入下一阶段.第三阶段:浮充电阶段此段电池电压降低到13.5V~13.6V,这一电压可长期对电池充电,不会对电池产生损害.我不认同这个充电的技术条件.主要问题是:1、15V的恒压值折合每个单格电池电压为2.5V,这样的恒压值在恒流刚刚进入恒压器件,电解液大量析气,几乎呈现沸腾状态,所以,尽管电池放电不多,每次放电以后的充电,电池都要经历一次严重的失水.我认为恒压值应该不高于14.4V.2、恒压转浮充的电流显然比较大.网友可以做一个试验,在设定的浮充电压条件下,充电电流连续3格小时不再下降,该电流应该是恒压转浮充的电流,显然会比1/3充电电流大.这样,给出的电流值是欠充电的.3、希望给出该充电器使用的电池的环境温度范围.我可以重新计算出这个值.免维护铅酸蓄电池10大常见问题解答：1、什么是免维护铅酸蓄电池？免维护铅酸蓄电池英文为Valve Regulated Lead Battery(简称VRLA电池），其基本特点是使用期间不用加酸加水维护，电池为密封结构，不会漏酸，不会排酸雾，电池盖子上设有单向排气阀（又叫安全阀），该阀的作用是当电池内部气体压力超过一定值，安全阀自动打开，排出气体，然后自动关闭，常规状态下安全阀是密闭的。
VRLA电池与传统铅酸蓄电池的最大区别是，传统蓄电池非密封，由于挥发、反应等过程，电池会失酸失水，需要定期加酸加水，最常见的传统蓄电池就是汽车蓄电池，生活中叫做电瓶来的。
电动自行车用VRLA电池循环特性的研究
电动自行车用 ＶＲＬＡ 电池循环特性的研究
交流与探讨
均衡率曲线见图 ３、图 ４， 试验过程中两组电池容量 及不均衡率的变化趋势基本一致。在改变循环模式 后， 蓄电池的容量均回升初期的水平， 这与蓄电池 长时间在单一模式下高倍率充放电， 造成极板钝 化， 全放电有助于消除钝化， 恢复容量。蓄电池组容 量在上升到最大值后， 以一定的速率下降， 受到室 温的变化及试验中断等因素的影响而上下波动， 最 后的近 １０ 次循环， 由于累计失水较多， 处于热失控 的临界状态， 充电末期电池有发热现象， 放电量上 升。在全放电试验条件下， 不均衡率呈上升趋势， 这 与电池 ／ 单元的过放电有关。另外， Ｂ 组电池的极板 钝化要比 Ａ 组电池严重； Ｂ 组电池的放电量维持在 较高的水平， 在大部分时间内比 Ａ 组电池高出 ２０ ｍｉｎ 上下； ３３０ 次循 环 后 Ａ 组 电 池 中 有 一 只 电 池 落 后， 因此该组电池的不均衡率数值维持较高水平。 该阶段终止时， 循环次数 Ａ 组电池为 ３７９ 次； Ｂ 组 电池为 ３８５ 次（ 注： 第一、第二阶段累计） 。
我们采用比较接近实际使用的模式， 即开始 使用时部分放电； 容量衰减后， 全放电。第一阶段， ５ Ａ 恒流部分放电 １ ｈ４２ ｍｉｎ， 放电深度（ ＤｏＤ） 为额定 容量的 ８５ ％； 第二阶段， 完全放电， 终止电压为 １０．５ Ｖ／只。充电采用普通的三阶段式充电器， 转灯 后再充 ３ｈ 视为充足电， 充电累计时间控制在 １１ ｈ 以内。该阶段试验进行到连续 ５ 次充电 １０ ｈ 不转灯 结束。 １．３ 试验条件
平均电压 ／ Ｖ
们过去的试验结果是一致的［６］。
放电时间 ／ｍｉｎ
电力系统中的VRLA蓄电池组直流电源(二)
ห้องสมุดไป่ตู้
交流与探讨
电力 系统 中的 Ｖ Ｌ Ｒ Ａ蓄 电池 组 直 流 电源 （ ） 二
张 胜 永
（ 西藏 合 邦集 团 ，四川 成都
６０Ｏ１ １（ ）
摘要 ：蓄 电池组被 称 为 “ 电厂 、 变电所 的心脏 ” 发 。但 阀控 铅 酸 电池 （ Ｒ Ａ ）进 入 电力 系统 的 Ｖ ＬＢ
查 出对 应 于给定 放 电时间 ，找 出单 位 电池 电 压 以校 验直 流母 线 电压水 平 。
皇 ± 墨
平
。
董电池组直流电 （ 源 二）
（ ）容量 系数 曲线 （ ４ ３ 图 、图 ５ ）
ｄ ｃ ｄ ｔ ｓ ｔ ｆ ｅ ｄ ｓ ｄ ｍ ｎ ｆ ｃｍｅ ｏ ａ ｔｒ ｓｕ ｅ ｒｅｅ ｔ ｃ ｐ ｗ ｒｓ ｓｅ ｕ ｅ ａｉ ｙ ｔ ｉ ｇ ａ ａ ｕａ ｔ ｆｂ ｔ ｉ ｓ ｄ ｆ ｌｃｒ ｅ ｙ ｔｍ． ｏ ｓ ｈ ｉ ｎ ｎ ｅｅ ｏ ｉ ｏ Ｋｅ ｒ ｓ ｅｅ ｔ ｃ ｐ ｗ ｒ ＶＲ Ａ ｂ ｔ ｒ ｓ ｄ ｗ ｒ ｏ ｒ ｅ ｙ ｗｏ ｄ ： ｌ ｒ ｃ ｉ ｏ ｅ； Ｌ ａｔ ｉ ； ｃ ｐ ｅ ｕ ｃ ｅｅ ｏ ｓ
ｐ ｐ ｒｄ ｓ ｒ ｅ ｃ ｃａ ｓ ｎ ｍｂ ｒｏ ｔ ｎ ｓａ ｄ ｃ ｌ ｑ ｉ ｄ ｃ ｐ ｃｔ ａｃ ｌｔ ｎ ｓｚ ｇ ａ ｅｌａ ｐ ｌ ａ ｅ ｅ ｃ ｂ ｓｄ ｌｓ ， ｕ ｅ ｆｓ ｇ ｅ ｓｒ ｕｒ ， ａ ａ ｉ ｃ ｌｕ ａｉ ， ｉ ｎ ｓｗ ｌ ｓ ａ ｐ ｉ ｉ ｉ ｒ ｎ ｅ ｅ ｙ ｏ ｉ －
Ｚ ＮＧ Ｓ ｅ ｇ ｙ ｎ ＨＡ ｈ ｎ － ｏ ｇ
（ ｉ ａ ｇＩ ｏ ｒｕ ｏ ，Ｌｄ ，Ｃ ｅｇ ｕ ｉ ｕｎ６ ０ １ ， Ｃ ｉ Ｘｚ ｎ ＠ ｎＧｏｐ Ｃ ． ｔ ． ｈｎ ｄ ，Ｓ ｈａ １０ ６ ｈｎ ｈ ｔ ｃ ａ）
阀控密封式铅酸蓄电池的充电方法
阀控密封式铅酸蓄电池的充电方法阀控密封式铅酸（Valve Regulated Lead Acid，VRLA）蓄电池的充电方法有：浮充充电、均衡充电、补充电和循环充电等多种方法。
对充电方法主要是浮充充电和均衡充电两种方法的VRLA蓄电池。
为了延长VRLA蓄电池的使用寿命，必须了解不同充电方法的充电特点和充电要求，严格按要求对VRLA蓄电池进行充电。
VRLA蓄电池的充电方法按VRLA蓄电池两端电压、电流的控制方法的不同可分成恒压限流式、恒流式、两阶段恒压式（即在充电初期设定为高电压并限制VRLA蓄电池的最大充电电流，当VRLA 蓄电池电压达到设定值时，系统将充电电压切换至低电压直至充电结束，此时充电不限流）、半恒流充电式（即充电电流随充电过程中VRLA蓄电池电压的上升而下降，但下降趋势较缓慢，电流曲线部分呈平坦趋势，类似于恒流充电曲线，故称半恒流充电）等4种主要的充电方法。
1、初充电现阶段VRLA蓄电池的初充电有以下几种方法。
（1）串联充电采用高压、小电流充电器，通常充电器的输出电压为300～450V，输出电流为5～30A，电流可控制，每个VRLA蓄电池充入的电量可控制，可放电检测VRLA蓄电池容量，剔除故障VRLA蓄电池，现生产厂家普遍采用这种方法。
（2）并联充电充电器为低电压、大电流，每个VRLA蓄电池的充电电流与蓄电池的充电状态和内阻有关。
不能计算每个VRLA蓄电池充入的电量，几乎无生产厂家采用。
（3）串联并联混合充电一般采用先串联后并联的方法进行，通常充电器常的输出电压为150V，电流为30～100A，单个VRLA蓄电池无电压、电流控制，可分组放电检查，现有不少厂家采用这种方法。
（4）单体VRLA蓄电池充电可准确地进行充、放电，能控制电流、电压，能将每个VRLA 蓄电池进行分级、挑选，普遍在测试上使用。
（5）模块控制单体VRLA蓄电池充电每个模块可充64个蓄电池，每台充电器可充700多只VRLA蓄电池，在一个模块中一台或多台故障不影响其他VRLA蓄电池充电，可进行恒压、恒流控制，保证VRLA蓄电池不会过充，还能检查容量和进行VRLA蓄电池分级，这将是今后的发展方向。
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26.11KVA 2.27V/c 192个单格 1.70V/c 136W/c 1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
136w,30min,1.70V/c MP12V75F,32只
MP12V75F
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选型方法的确定
48V DC 或 AC UPS 110～480V AC UPS ～ 视在功率（ 视在功率（KVA） ） 功率因素（cosφ） 功率因素（cosφ） 逆变效率（η） 逆变效率（ 备用时间（ ） 备用时间（h） 系统电压（ ） 系统电压（V） 老化系数/容量系数 老化系数 容量系数 备用时间 环境温度 环境温度 安装尺寸
电
客户 客户
训
南都电源系统选型技术交流
第二部分 VRLA蓄电池充放电特性 蓄电池充放电特性 与电池容量的选型
简要提纲
VRLA蓄电池的放电特性 蓄电池的放电特性 VRLA蓄电池的充电特性 蓄电池的充电特性 VRLA蓄电池容量的影响因素 蓄电池容量的影响因素 VRLA蓄电池容量的选型要点 蓄电池容量的选型要点 VRLA蓄电池容量的选型方法的确定 蓄电池容量的选型方法的确定 48V直流系统的选型及实例 直流系统的选型及实例 UPS大功率系统的选型及实例 大功率系统的选型及实例
容量系数 （η）
0.55
0.61 0.75
0.8
0.83
0.88
0.94
1
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后备直流系统选型案例
某移动公司通信机房，工作温度范围为5~30℃， 负载电流为973A，48V系统，要求备用时间为2小时， 系统最低工作电压为43.2V，请选型。 答：n=48/2=24只 C实际=IT=973×2=1946Ah C10= C实际/ Kit=1946/61%=3190.16Ah(2小时率放 电电池能放出额定容量的61%，Kit=61%) 以5℃情况下，取K=1.2，Ka=0.8，则实际容量为： C=KC10/{Ka[1-Kt(25-t)]} • • =1.2 C10/{0.8[1-0.006(25-5)]} =1.2 C10/(0.8×0.88)=5437.77Ah
UPS大功率系统选型及实例 UPS大功率系统选型及实例
UPSUPS-恒功率放电时的选型
交流电功率要求 负载因子 效率因子 最高电压DC/AC 最低电压DC/AC 备电时间 工作温度
31KVA 0.8 0.95 436V 324V 30min 25℃
UPS-恒功率放电时的选型 电池组功率 浮充电压 电池数量 放电终止电压 单体电池功率 温度校正系数 选择型号 选型 S*cosϕ/η 2.27V/c 436/2.27 324/192 26110/192 26.11KVA
VRLA蓄电池的典型充电曲线 VRLA蓄电池的典型充电曲线
• 电池恒压限流（0.1C10A电流，限压2.35V/）充电特性曲 线，完全放电的蓄电池充电24小时后，充入电量可达 105%以上。虚线是放电50％的充电曲线。
(%) 120 100
充 80 入 容 60 量 充 0.10 电 电 流 充 电 电 2.15 压
CR 1 + K (t − 25)
t：放电的环境温度； K：温度系数，10小时率时K＝0.006/℃， 3小时率 时K＝0.008/℃,1小时率时K＝0.01/℃
放电容量系数η
放电小时/ 备用时间 （h）
1
2
3
4
5
6
8
10
≥20
终止电压 （V）
1.75
1.8
1.8
1.8
1.8
1.8
1.8
1.8
≥1.85
2.27V/c 192个单格 1.70V/c 136W/c 1 136w,30min,1.70V/c ?? ??
UPS-恒功率放电时的选型
电池组功率 浮充电压 电池数量 放电终止电压 单体电池功率 温度校正系数 选择型号 选型
S*cosϕ/η 2.27V/c 436/2.27 324/192 26110/192
VRLA蓄电池典型放电曲线
从中可以看出：当以0.10C10的电流放电时可以放电10h。 当以0.55C10的电流放电时只可以放电1h。 这意味着1hr率放电的容量只有10hr容量的55%.换句话说：电 流越大，放出的容量越少。
VRLA蓄电池的充电特性 VRLA蓄电池的充电特性
VRLA蓄电池的充电特性 VRLA蓄电池的充电特性
VRLA蓄电池的充电特性 VRLA蓄电池的充电特性
充电电压与温度的关系
充电电压 均充 浮充 2.35V/单格 2.25V/单格 温度补偿系数 -5mV/℃ 单格 -3mV/℃单格
选择特定的浮充电压和均充电压是为了使电池在最好的状态下运 行。浮充电压过高，电池的浮充电流随之增大，加快板栅腐蚀速 度，降低电池使用寿命；浮充电压过低，电池不能维持充足电状 态，引起硫酸盐化，容量减少，也会降低电池的使用寿命。
(CA)
(V) 2.35 2.25 100% 放电 50% 放电 充电电压 充入电量
40 20 0
0.05
2.05 1.95 充电电流
0.00
0
4
8
12
16
20
24
充电时间(h)
VRLA蓄电池的容量及影响因素 VRLA蓄电池的容量及影响因素
电池的容量及影响因素
• 电池在一定放电条件下所能给出的电量称为电 池的容量,以符号C表示。 常用的单位为安培小 时，简称安时(Ah)。通常在C的下角处标明放电 时率，如C10表明10小时率的放电容量；C3表 明3小时率的放电容量。 电池的容量分为额定容量和实际容量。 LSE系 列电池的额定容量见表1-1。实际容量是指电池 在一定放电条件下所能输出的电量，它等于放 电电流与放电时间的乘积，单位为Ah。 使用过程中影响实际容量的是放电率、放电制 度、终止电压和温度。
蓄电池内阻与放出容量的关系
VRLA蓄电池容量的选型
选型考虑要点
• 使用场合：后备、高功率UPS、太阳能站点 等； • 为未来负载增加提供余量 • 选择合适的型号系列：寿命、使用环境等 • 直流系统电压：与UPS品牌、功率等有关； • 计算单格需承担的功率：考虑负载功率因数、 逆变效率； • 查表估算
充电是蓄电池日常维护管理的重要工作，传统的充电 方式可分为恒流充电或恒压充电以及变型。 恒流充电 恒压充电 恒压限流充电 快速充电（脉冲充电） 智能充电 均衡充电
VRLA蓄电池的充电特性 VRLA蓄电池的充电特性
恒压限流充电： 指充电时设定一个限定的初始电流以及某一电压值，在充 电过程中，电池的电压恒定而充电电流随着充电的深入而 逐渐减少，但是在初始阶段，为避免通过电池的电流过大， 限定最大的电流，其电池的充电电压和充电电流特征曲线 如下：图一所示： 设定恒定电压 Im a x
VRLA蓄电池的放电特性 VRLA蓄电池的放电特性
VRLA蓄电池的放电特性 VRLA蓄电池的放电特性
铅酸蓄电池以一定的电流放电时，其端电压的变化如下图：
几种放电类型
a, 恒功率放电： 以恒定的功率放电至某一特定电压，在放电过程 中，放电电流会上升。UPS放电为恒功率放电。 UPS内部会消耗电能，故电池实际放电功率等于 负载功率除以UPS的转换系数。 b, 恒电流放电： 以恒定的电流放电至某一终止电压。放电过程中 电流不变，在测定电池容量时用到该放电方式。 c, 恒电阻放电： 一般是用于电池阻值恒定的电池的测试，如一次 性电池和一些家电电池。
•
•
放电率与电池容量的关系
温度与电池容量的关系
电导/内阻与电池容量的关系 电导 内阻与电池容量的关系
电池的电导和内阻值与电池容量有一定的对应关 系，建议使用同一厂家同一型号的仪器测量电池 不同时期的电导、电阻数值； 电导与电阻值仅作为电池是否正常的参考，不能 完全代替容量放电衡量电池是否失效的指标； 南都公司推荐的测量点为电池极柱表面或侧面， 如果为多极柱电池，则测量最近的一对极柱。
电压
电流
图一恒定充电特征图
T 时间
VRLA蓄电池的充电特性 VRLA蓄电池的充电特性
过充电： 电池充足电的标识： 对电池采用2.35V/单格恒压充电，当充电电流在3小时内 不变时即表示电池已充足电。 过充电：如充足电后再继续充电就表示对电池过充电了。 过充电的后果： 长时间的或长期对电池过充足，会导致电池失水严重，影 响电池的使用寿命。 过充电的形成： (a) 环境温度高时充电电压过高。 (b) 充电电压高时充电时间过长。 (c) 充电电流不变时充电时间过长。
24/48V DC 电压等级/电池数量 电压等级 电池数量 负载电流（ ） 负载电流（A） 放电功率（ ） 放电功率（W）
不同放电电流的容量
放电电流与容量的关系
不同放电电流的容量
容量同放电电流的关系
温度-容量的关系
48V直流系统选型及实例 48V直流系统选型及实例
48V直流系统选型
1、容量Q ≥ KIT /η Q —— 蓄电池容量； K —— 安全系数，一般取 1.25左右； I —— 负载电流（A）； T —— 放电小时数（H）； η —— 放电容量系数（参见下页） 2、考虑 温度补偿： 温度与容量关系 C = e