劲博蓄电池JP-HSE-100-12含税含运

劲博蓄电池JP-HSE-100-12含税含运
劲博蓄电池JP-HSE-100-12含税含运

劲博蓄电池充电方式及注意事项

 

恒流充电，为了防止电池内温升太高及电解液的损失太大，充电电流调得比较小，需要充电的时间较长，另一方面，充电时间太长，就会发生过充，为了防止因过充而损坏电池，需另设过充检测或定时电路。

 

恒压充电，理论和实践均证明，当充电电压低于充电电压上限(对12V电池而言，此值为)时恒压充电是安全的，即使充电时间很长，也无危险，如果需要，电池还可以工作在浮充状态。

脉冲充电，既简单又经济的方法是，变压器次级输出的低压交流整流成脉动直流(不滤波)对电池充电.此方法充电电流较大，充电速度快，缺点是当电网电压波动时，充电电流也随之波动.容易发生因充电电流大，电池温升高，电解质损失大，从而导致电池损坏的情况，所以这种方法免维护密封铅酸蓄电池很少采用。

根据劲博蓄电池工作原理，劲博蓄电池正极活性物质是二氧化铅，负极活性物质是海绵铅，电解液是稀硫酸溶液，当充电到70%～80%电量时，正极开始产生氧气，当充电基本完成约90%时，负极开始产生氢气。氢气是易燃易爆的甲类物质，在空气中的爆炸极限为4.1%～74.1%，引燃温度在450℃左右，因此充电室内氢气浓度极易达到爆炸极限，一遇火源就会生产燃爆。事故主要原因是该蓄电池通风设备失效，造成室内氢气聚积，而巡检工严重违章在巡检时抽烟，明火引起燃爆。
采用主流的LLC谐振软开关整流器电路，充电效率大于96%。输入总谐波畸变小于 5%。整流柜的作用是补充电池化成过程中的电量损耗。当放电能量大于充电能量时，母线电压会升高，母线会对贮能电池组进行充电。当充电能量大于放电能量时，母线电压会降低，整流器吸收电网能量以维持母线电压稳定。其拓扑结构如图2所示。



其拓扑为LLC谐振全桥 Vin为交流电整流(三相无源PFC)或经PFC(功率因数校正)后电压

T1、T2、T3、T4为MOSFET Lr为谐振电感 Cr为谐振电容 D5、D6为高频整流二极管 Cf为滤波电容。

三、化成模块(双向DC/DC)

结构如图3所示。包括双向DC/DC模块。第一级采用隔离式半桥变换结构，利用变压器对高压侧与低压侧进行隔离，开关管V1,V2,V3,V4采用固定脉冲控制，实现从400V母线电压和15V中间电压进行变换，第二级采用非隔离式Buckboost 变换器构成，开关管V5,V6采用闭环闭环控制，实现15V中间电压和3V锂电池电压之间进行二次变换。



1.升压工作模式

电池侧3V电压，经C11滤波后，送至由V6、V5、L1、C0构成BOOST升压变换器，BOOST变换器将电压从3V升至15V, 调节送到TG6的脉冲占空比，可以实现调节输出电压;由第一级变换器升压至15V的电压经C3、C4分压， 送至半桥变换器，给固定脉冲至TG3和TG4 , 使开关管V3、V4工作在开关状态，经变压器升压至200V，由D1、D2 以及C1、C2构成全波倍压整流电路，将输出电压稳定在400 V。

升压变换时输入电压与输出电压关系式：



式中：N1变压器高压侧匝数; N2变压器低压侧匝数;Vb电池电压; D2 开关管V6的输入脉冲占空比。

2.降压工作模式

母线侧输入电压400 V，经C1和C2分压，上下桥臂输入电压为200 V。控制器将固定脉冲送至TG1和TG2，使开关管V1， V2工作在开关状态。由D3、D4构成全波整流电路，经C0滤波，使电压从400V降至24V;闭环控制器输出PWM 信号，送至开关管V5 , 使V5、D6、L1、C11构成BUCK降压变换器，将电压从24V降至3V。调节输入开关管V5 的驱动波形占空比，可以调节输出电压。降压变换时输入电压与输出电压关系式：



式中：N1变压器高压侧匝数，N2变压器低压侧匝数，V400高压侧输入电压，D1 开关管V5的输入脉冲占空比。

3.化成模块(双向DC/DC)控制策略

为了完成对锂电池的管理与监控，本设计的双向DC/DC变换器以MCU为核心控制器件。对各个开关管的控制、锂电池电流、电压，温度测量、上位机通信、电量计量等功能，

劲博蓄电池安装条件：多层安装：层间温度差控制在3℃以内；

　　散热条件：电池间距保持在10mm以上；

　　换气通风条件：保证释放的氢气的体积浓度小于0.8%;

　　推荐环境温度范围：充电0~+40℃，放电-15~+50℃，储存-15~+40℃；

　　浮充使用条件（25℃）：限流≤0.25C10,电压2.23~2.30V/单体（建议设置为2.23V/单体）；

均充使用条件（25℃）：限流≤0.25C10,电压2.30~2.40V/单体（建议设置为2.35V/单体）。

劲博电池是个单个的“原电池”组成，每一个原电池电压大约2伏，原电池串联起来就形成了电压较高的电池，一个12伏的电池由6个原电池组成，24伏的电池由12个原电池组成等等。UPS的电池充电时，每个串联起来的原电池都被充电。原电池性能稍微不同就会导致有些原电池充电电压比别的原电池高，这部分电池就会提前老化。只要串联起来的某一个原电池性能下降，则整个电池的性能就将同样下降。试验证明电池寿命和串联的原电池数量有关，电池电压越高，老化的就越快。

随着电池工业的迅速发展，国内外主要的电池厂家都投入大量资金和研发人员在原有小容量电池基础上开发大容量高能量密度动力型电池。锂电池由于工作电压高、体积小、质量轻、无记忆效应、无污染、自放电小、循环寿命长等特点，广泛应用于电动车汽车能源系统、航空航天电源系统、太阳能光伏电源系统等设备中。蓄电池的检测及化成作为电池生产、使用过程中的关键工序关系到电池的品质和质量，并直接影响电池的生产成本和使用寿命。

一、系统结构

系统的整体结构如图 1 所示。



整个系统主要由四部分组成：整流柜、贮能电池组、化成模块(双向DC/DC)、集中式计算机控制系统组成。

①整流柜

主要用于贮能电池组的初充和日常的补充充电。

②贮能电池组

用于平衡各化成单元之间充/放电过程对400V直流母线造成的冲击(类似于水池的作用)可由成本较低的或不同型号的电池组成。

③化成模块(双向DC/DC)

在电池单元充电时以单元取直流母线电源用于充电。放电时DC/DC换能器将单体电池的能量转换成高于400V的能量，通过母线给贮能电池组充电。DC/DC单元为最新型的高频高效模块，效率为94~96%，可节省放电过程造成的电能损失节能约90~93%。

④集中式计算机控制系统

PC1至PCN用于各化成/检测工作的操作控制及数据采集。PC0是主控机(可以是几台)用于对整个生产车间的管理，对各工作之间的工况转换实行模糊控制，保证整个生产流程顺畅，并作数据处理的保存、备案。

1.工作说明：

单只电池充电时由电网提供能量，经整流柜和化成模块(双向DC/DC)为电池进行恒流充电;放电时将电池的能量经化成模块(双向DC/DC)对贮能电池组进行放电

系统更重要的优势在于多只电池同时进行化成，其中部分电池充电，部分电池放电。为此设计了一条直流母线，用于连接整流柜和多个化成模块(双向DC/DC)。 这样能量就可以通过直流母线在不同电池单体之间流动， 避免每个放电模块单独设计回馈能量的电路，可提高整个设备的效率，同时降低设备成本。此外，在控制系统的控制下，采用能量平衡的控制策略，通过控制不同充放电模块的工作时间， 尽可能使充电能量等于放电能量， 大部分能量只在直流母线和单体电池之间流动不经过电网，整流柜从电网转化的能量和贮能电池组贮存的能量来平衡充放电的能量差，可进一步提高效率。