德国SSB铅酸蓄电池SBL75-12i放电电压
德国SSB铅酸蓄电池SBL75-12i放电电压
德国SSB蓄电池随着现代化进程加快，各项基础设施日益完善，户外基站应用相继增多。恶劣应用环境下蓄电池故障逐渐凸显出来，尤其是应用在环境恶劣的地区，这类问题尤其严重。不仅给运营商造成了经济损失又损害了客户满意度。非常不利于企业的发展。针对在恶劣应用环境下蓄电池大量损坏，山特UPS电源进行了广泛调研，深入了解UPS蓄电池的应用场景，调查分析蓄电池故障原因。发现问题的关键不在蓄电池本身，而是室外蓄电池柜没有考虑对蓄电池进行高温防护。要想根本解决问题，必须提供蓄电池在室外恶劣环境下应用的综合解决方案。
通常情况下，环境温度越高，蓄电池的使用寿命越短。当环境温度高于蓄电池设计寿命要求温度(25oC)时，温度每上升10摄氏度，使用寿命缩短一半。此外，蓄电池的放电次数、放电深度也直接影响蓄电池使用寿命。放电次数越多、放电深度越深，蓄电池的使用寿命越短。也就是说电网频繁停电会降低蓄电池的使用寿命。
SSB电池在户外基站建设过程中，由于自然环境因素的影响和电网环境限制。蓄电池长期处在高温高热的环境下，长此以往，严重影响蓄电池的使用寿命。运营商在无力改善电网条件的情况下，只能从降低蓄电池的工作环境温度入手，来提高蓄电池的使用效率。
设备在运行过程中都会发热，而蓄电池却不同。根据蓄电池充放电的电化学机理，蓄电池放电时不发热。正常充电时(不过充电)基本不发热。即蓄电池在正常使用过程中的发热量可以忽略，因此，户外蓄电池柜内没有热源。德国SSB蓄电池通过研究后表示，这一问题完全可以通过技术手段来解决。
SSB电池的放电特性
SSB蓄电池的放电特性是一族曲线。在一定的环境温度下(图中为25℃),随放电电流的不同,电池端电压与放电时间的关系称为放电曲线。由放电曲线可以看出如下特性:
(1)放电时间最长的曲线,放电时间为10小时,电流恒定,我们称之为10小时放电率曲线,由此测定的电池容量用C10表示
C10=6A×10h=60Ah
如果用1小时恒流放电来测定这同一只电池,则
C1=41.9A×1h=41.9Ah
由此可见电池的容量是在标定了放电制式之后才是一个可比的确定值。
(2)无论放电电流大小,在放电的初始阶段都会使端电压下降较多,然后略有回升的现象,这是因为电池从充电状态转变为放电状态的瞬间,电池极板附近的电荷快速释放出来,而离极板较远的电荷需要逐渐运送到极板附近,然后才能释放出来,这个过程形成了电池端电压有较大的低谷。
(3)无论放电电流大小,电池端电压最终将出现急剧下降的拐点,以这些曲线的拐点连接得到的曲线就称为安全工作时的终止电压曲线,UPS的电池电压工作终点都是设计在这条拐点曲线附近的。拐点之后的曲线具有电压急剧下降的趋势,直到放电曲线的终点,这些终点连接得到的曲线称为最小终止电压曲线,它表示放电电压低于此曲线后将造成电池的永久性失效,即电池不能再恢复储电能力。由此可见UPS中设计有防止电池深度放电的保护功能是极为必要的。
2UPS电池的充电特性
SSB电池的充电特性曲线也是在25℃温度下测量和标度的。充电曲线通常有三条:
(1)充电电流曲线:在充电开始阶段,充电电流是一个恒定值,随着充电时间的推移,充电电流逐渐下降,并最终趋于0。这是由于在放电过程中,电池内的电荷大量流失,由放电转变为充电时,电荷的增长速度较快,化学反应将产生大量的气体和热量,对于密封电池来说,即使通过安全阀可以将气体和热量排放掉,但氢离子和水将同时损失掉,使电池的储能下降,因此必须限定充电的电流值,随着电池容量的恢复,充电电流将自动下降。SSB蓄电池充电电流下降10mA/Ah以下时即认为电池已基本充满,转入浮充电状态。电池放电越深,则恒流充电的时间越长,反之则较短。
(2)充电电压曲线:在电池恒流充电阶段,电池的电压始终是上升的,因此有时又称为升压充电。当恒流充电结束时,电池的电压基本保持不变,称为恒压充电。在恒压充电阶段,电池的电流逐渐减小,并最终趋于0,结束恒压充电阶段,转入浮充电,以保持电池的储能,防止电池的自放电。
(3)充电容量曲线:在恒流充电阶段,电池的容量基本呈线性增长;在恒压充电阶段,容量增长的速度减慢;恒压充电结束后,容量基本恢复到100%大约需要24小时左右;转入浮充电后,容量基本不再明显增长。由充电曲线还可以看到一组虚线,是电池放电50%后的充电特性,与100%放电后的充电特性相比,恒流充电时间明显缩短,恒压充电9小时左右,容量基本恢复到100%。由以上可知:
①恒流充电是为了恢复电池的电压;
②恒压充电是为了恢复电池的储能;
③浮充电是为了抑制电池的自放电或保持储能。
UPS设计的电池放电容量通常为50%～70%额定容量,一般放电后最好连续充电24小时。无论50%放电还是100%放电,恒流充电都是0.1C10(6A),恒压充电都是6.75V(2.25V/cell),这是在25℃环境温度下进行的。如果温度上升,则充电电压必须下降;否则电池内的化学反应会加强,产生大量的气体,使电池内的压力增加,并经减压阀将气体释放,使电池内的电解液减少,将造成电池的提早老化,减少电池的使用寿命。许多品牌UPS正是根据这一原理,设计了浮充电压随温度而变化的功能,以优化电池的使用寿命。
据中国轻工业预测预警系统显示：2013年1月～4月，全国电池行业规模以上企业累计完成出口交货值同比增长-11.48%。其中4月份完成出口交货值同比增长-10.69%，出现负增长。中国轻工业联合会的统计还显示，自2011年11月起，我国电池行业利润景气指数一直停留在“过冷”提示区。2013年第一季度，全国电池行业累计完成利润总额同比增长-32.9%。从企业规模看，小型企业利润总额增长较快，大中型企业利润总额出现负增长;分行业看，锂离子电池制造利润同比增长较快。
“我国是一个电池大国，但还不是一个电池产业强国，与我国的很多制造业一样，我国的电池产业发展还处于相对比较粗放的状态，尤其是在质量上，需要更进一步，才能与国外的品牌展开竞争。”河南科隆集团(以下简称科隆)董事长程清丰说，我国电池产业如果想要做大做强，尤其是做强，一定要抓好质量，只有高质量的产品，才能更好参与全球竞争。
作为电池行业的“后来者”，科隆下属子公司河南新太行电源有限公司(国营第七五五厂)研制提供了“蛟龙号”载人潜水器的主动力电源、辅助动力电源、应急救生电源的深海耐压锌银系列电池，其超过110千瓦时的容量更是目前国际潜水器电池之最。
尽管我国自主研制的充油银锌蓄电池经受住了最为严格的质量考验，但程清丰坦言，与新能源电池强国韩国、日本相比，我国电池的整体质量水平仍然有差距。目前韩国的三星、LG以及收购了三洋的松下，都是电池产业中的佼佼者，中国想要出现这样的龙头企业，必须在质量上更进一步。曾经的电池产业巨头比亚迪，在达到一定规模之后，将更多精力投向了新能源汽车，未能带领中国电池行业质量更上一层楼。
科隆所在的河南省新乡市，是我国知名的电池产业生产基地，包括科隆在内的大大小小电池生产企业超过200家，这样的现状其实也是我国电池产业发展的一个缩影——数量十分庞大，但质量上仍有差距。