大功率高电压eps电源蓄电池组充电管理

《大功率高电压eps电源蓄电池组充电管理》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、大功率高电压EPS电源蓄电池组的充电管理杨春稳河北工业大学天津市0引言为了解决煤矿掘进工作面因停电造成的停风问题，应用EPS电源建立掘进工作面局部通风机停电应急供风系统，在正常供风系统发生停电故障时自动实现应急供风。一般用途的UPS三相应急电源，采用低压蓄电池组不适应煤矿井下供电条件的需要，为简化系统,研究开发大功率高压蓄电池组，并对高压蓄电池组充电控制方式和充电参数优化管理，保证蓄电池组具有良好的充电状态尤为重要。1大功率高电压蓄电池组组成方式。因煤矿井下局部通风机供电系统电压为660伏，为了简化设备,最好的方案是应用高压蓄电池组作为EPS电源的储能部件，要求其供电交流电压为660V，备用时

2、间长，最小应达到60min以上，以便于工作人员处理供电系统故障和撤出人员。根据现有的蓄电池制造情况，蓄电池组采用72个单只12V／65Ah的阀控式铅酸免维护蓄电池串联组成。蓄电池组额定电压为864V（DC），电池充电结束后最高充电电压可达到950V，最低放电终止电压为756V，容量为65Ah，可满足为30KW负载供电60分钟以上。2阀控式铅酸蓄电池一般充电技术充电方式对蓄电池的寿命有明显的影响，在充电技术上，阀控式铅酸蓄电池与密封镍镉电池具有许多相似之处必须进行管理和适当抑制，阀控式铅酸蓄电池的氧循环以实现在浮充和循环使用时的电池寿命，真正有效的充电方法能成倍的延长蓄电池的寿命。（1）基本充电

3、过程：在蓄电池正负极板上，硫酸铅通过电流转化为活性物质，负极硫酸铅转化为海绵状铅，正极硫酸铅转化为二氧化铅。正极接受充电能力比负极差。正极上，过充电反应是水的分解和极板腐蚀，2H2O→O2＋4H+＋4e-极板腐蚀：Pb+2H2O→PbO2+4H+＋4e-两个反应对所施加的电压都非常敏感。负极上，主要的硫酸铅转化为海绵状铅，其副反应是，氢离子还原成氢气：2H+＋2e-→H2副反应是有害的，最好的充电方法是在氢气和氧气析出前完成充电过程。在阀控式铅酸蓄电池中，正极析出的氧到达负极后，在负极电位作用下与负极析出的氢自动化合成水。O2＋4H+＋4e-→H2O+热量，大量的氧还原使氢析出量减少或完全消除

4、。由于在化合作用，在阀控式铅酸蓄电池中大大地减少了气体析出和水分损耗。阀控式铅酸蓄电池与富液式铅酸蓄电池相比，在正常充电的情况下气体析出量非常小甚至没有气体析出。在充电过程中控制好“封闭的氧循环”和与它相关联的热效应是阀控式铅酸蓄电池再充电的关键技术。　（2）常规充电法　　常规充电主要有以下3种方式。　　恒流充电法恒流充电法是用调整充电装置输出电压或改变与蓄电池串联电阻的方法，保持充电电流强度不变的充电方法，如图2所示。该控制方法简单，但由于电池的可接受电流能力是随着充电过程的进行而逐渐下降的，到充电后期，当充电电流大于蓄电池可接受的电流时，多出的电能将用于水的电解反应，导致极板上产生气泡，使

5、电池内部温度上升。　　阶段恒流充电法　　此方法包括二阶段充电法和三阶段充电法。　　1）二阶段法采用恒电流和恒电压相结合的快速充电方法，如图3所示。首先，以恒电流充电至预定的电压值，然后，改为恒电压完成剩余的充电。一般两阶段之间的转换电压就是第二阶段的恒电压。　　2）三阶段充电法在充电开始和结束时采用恒电流充电，中间用恒电压充电。当电流衰减到预定值时，由第二阶段转换到第三阶段。这种方法可以将出气量减到最少，但作为一种快速充电方法使用，受到一定的限制。限流恒压充电：恒压（CU）充电法恒压充电是一种传统的充电技术，将充电电压设定在过充电的区域，并限制充电电流不会对蓄电池造成损害的程度。因此，也叫做限

6、流恒压充电（IU）。充电初期时因蓄电池电动势较低，充电电流很快达到限定值，在充电过程中，充电电流一直维持在限定值，当蓄电池电压达到预先设定的充电电压值时，充电电源的电压在在以后的充电时间里保持恒定的数值，随着蓄电池充电过程进行，电流逐渐减少，在某一点大到一稳定值，蓄电池进入浮充电过程。这种充电方法的优点是可精确控制充电电压，避免了蓄电池过充，可以改变充电电压何限流值以实现快速充电。其缺点是容易发生充电不足和容量下降问题，充入的安时数不易控制，充电的均衡程度不好。鉴于这种缺点，恒压充电很少使用，只有在充电电源电压低而电流大时采用。例如，汽车运行过程中，蓄电池就是以恒压充电法充电的。3大功率高电压

7、蓄电池组智能充电方法阀控式蓄电池设计成为通过“内部氧循环”方式，使正极析出的氧气转移到负极，并在负极板上还原成水。从而保证电池在充放电过程中几乎不向外释放氧气和氢气，并且不产生水分损失，达到免维护的目的。为了保证在充电过程中，蓄电池组不发生过充现象同时电池内部不产生多余气体。我们设计了一种特殊的充电方式。在开始阶段采用恒流充电方法，根据蓄电池充电电流要求最大充电电流为I1，应用恒流充电电源控制技术