如何提高源蓄電池的壽命
發布時間:2010-07-23
中心議題:
基站蓄電池從目前使用情況來看,普遍存在蓄電池容量下降過快,使用壽命短,甚至短短1~2年時間蓄電池的容量隻有標稱容量的30%~40%,有的隻有10%~20%。而大部分基站蓄電池經過1~4年運行,容量隻有其標稱容量的50%左zuo右you,遠yuan遠yuan達da不bu到dao設she計ji使shi用yong壽shou命ming。與yu交jiao換huan局ju站zhan同tong類lei蓄xu電dian池chi相xiang比bi,使shi用yong壽shou命ming也ye大da大da降jiang低di。按an蓄xu電dian池chi使shi用yong維wei護hu標biao準zhun要yao求qiu,蓄xu電dian池chi容rong量liang隻zhi要yao下xia降jiang到dao其qi標biao稱cheng容rong量liang的de80%,其使用壽命就終止,應對其進行更換。
影響基站電源蓄電池壽命的因素
1蓄電池壽命的定義
蓄電池的壽命一般是這樣定義的,浮充狀態下為3-5年或3-8年nian,並bing不bu是shi說shuo蓄xu電dian池chi在zai頻pin繁fan放fang電dian狀zhuang態tai下xia使shi用yong多duo少shao年nian。對dui處chu於yu非fei浮fu充chong狀zhuang態tai下xia工gong作zuo的de蓄xu電dian池chi,其qi壽shou命ming是shi按an照zhao循xun環huan放fang電dian次ci數shu和he放fang電dian深shen度du兩liang個ge因yin素su衡heng量liang,如ru表biao1所示。簡單地以能使用多少年來衡量,是不正確的。
表1:蓄電池放電深度與使用壽命之間的關係(25℃)

對於蓄電池的循環放電次數來說,必須是在蓄電池放電後充足電能,要充足電能充電時間至少需要24小時(依據YD/T799-2002的規定)。對於充電不足的情況,其循環放電次數很難確定,肯定要低於表1中描述的數據。
所以,蓄電池實際能使用多長時間完全取決於該站點的電網情況。假如某一個站點一個月停電10次,每次放到終止電壓,每隔3天停一次電,每次蓄電池都能充足電量,機房環境溫度25℃,那麼蓄電池可以使用2年。如果每月停電超過15次,那麼蓄電池的使用壽命就很難說了,有可能可以用1年,有可能用6個月,這就要取決於停電的實際情況了。
2蓄電池放電深度的定義
放電深度對電池使用壽命的影響也非常大。電池放電深度越深,其循環使用次數就越少,如表1所示,因此在使用時應避免深度放電。

圖1蓄電池放電曲線
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上圖是蓄電池生產廠家提供的150AH/12V蓄電池放電曲線。在實際使用時根據不同的負載電流選定不同的放電終止電壓。在該放電曲線中,以10小時放電和5小時放電曲線為例,對於10小時放電(負載電流為15A)來說,如果放電到終止電壓11V(44V),此時蓄電池放出的容量大約為100%。一般情況下,為了保護蓄電池盡量避免其深度放電,放電深度最好≤80%,終止電壓在46V左右,放電時間約為8小時。對於5小時的放電率來說(負載電流為25.2A),終止電壓10.8V(43.2V)放出100%容量,在實際使用時放電深度≤80%,終止電壓在45.6左右,放電時間為4小時。
3蓄電池壽命終止的幾種因素
對於閥控密封鉛酸蓄電池來說,有四種失效模式:正極板腐蝕、失水、熱失控、硫酸鹽化。其中正極板柵腐蝕由於合金工藝技術的提高,腐蝕速度非常慢,一般是10-15年。
失水的途徑比較多:節流閥設計不合理,頻繁開啟;電源對蓄電池頻繁均充;環境溫度過高。其中高溫是最主要的因素,高溫會加速蓄電池失水速度,導致蓄電池容量下降。以25℃為基準,當蓄電池運行環境上升10℃,壽命減少50%。如圖2所示。

圖2溫度對蓄電池運行壽命的影響
reshikongshixudianchizaichongdianguochengzhongchanshengreliangbunengjishishifangchu,wenduhehuaxuefanyingzhijianxingchengyigezhenghuikui,chuxianshikong。reshikongduixudianchishihuimiexingde,zaochengxudianchiwaikebianxing“鼓肚子”,嚴重的會造成蓄電池爆炸。熱失控的原因是機房環境溫度高超過45℃、高溫下浮充電壓過高(沒有溫度補償功能)、充電電流超過設計值(超過2.5C10)。
硫(liu)酸(suan)鹽(yan)化(hua)就(jiu)是(shi)硫(liu)酸(suan)鹽(yan)的(de)堆(dui)積(ji),即(ji)在(zai)極(ji)板(ban)上(shang)生(sheng)成(cheng)白(bai)色(se)堅(jian)硬(ying)的(de)硫(liu)酸(suan)鉛(qian)結(jie)晶(jing),顆(ke)粒(li)比(bi)較(jiao)大(da)活(huo)性(xing)低(di)。充(chong)電(dian)時(shi)非(fei)常(chang)難(nan)於(yu)轉(zhuan)化(hua)為(wei)活(huo)性(xing)物(wu)質(zhi)的(de)硫(liu)酸(suan)鉛(qian),導(dao)致(zhi)電(dian)池(chi)容(rong)量(liang)下(xia)降(jiang)或(huo)功(gong)能(neng)衰(shuai)退(tui)。硫(liu)酸(suan)鹽(yan)化(hua)的(de)原(yuan)因(yin)是(shi)電(dian)池(chi)在(zai)安(an)裝(zhuang)使(shi)用(yong)前(qian)曾(zeng)長(chang)時(shi)間(jian)擱(ge)置(zhi)儲(chu)存(cun)(超過3個月)、持續過放電或經常過量放電或小電流深放電、環境溫度過高或過低、經常充電不足和沒有定期執行均充。
影響基站電池運行壽命的原因
1基站供電蓄電池的工作環境
位置偏遠,交流電供電不穩定或者頻繁停電,甚至根本就沒有交流電。例如國內偏遠山區以及落後國家電力供應不足等;基站沒有空調或是戶外站點,環境溫度高,超過35℃;站點偏遠且數量多,無法做到精細化維護,維護無法按照要求實施,處於沒有維護或很少維護的狀況。
2影響基站電源蓄電池運行壽命的因素
通過對國內基站蓄電池損壞情況分析,采集了新疆、浙江、陝西、雲南幾個省蓄電池損壞的標本並結合海外越南、埃及、巴基斯坦、埃塞俄比亞基站電源的損壞數據,得出影響蓄電池運行壽命有如下幾個因素。
2.1交流頻繁停電
頻繁停電、停電時間長、停(ting)電(dian)時(shi)間(jian)無(wu)規(gui)律(lv),使(shi)蓄(xu)電(dian)池(chi)頻(pin)繁(fan)充(chong)放(fang)電(dian),或(huo)者(zhe)基(ji)站(zhan)根(gen)本(ben)就(jiu)沒(mei)有(you)交(jiao)流(liu)電(dian),通(tong)過(guo)柴(chai)油(you)發(fa)電(dian)機(ji)和(he)蓄(xu)電(dian)池(chi)交(jiao)替(ti)供(gong)電(dian),是(shi)造(zao)成(cheng)蓄(xu)電(dian)池(chi)容(rong)量(liang)下(xia)降(jiang)過(guo)快(kuai)和(he)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)縮(suo)短(duan)的(de)一(yi)個(ge)最(zui)主(zhu)要(yao)原(yuan)因(yin)。
jizhantingdianpinciguogao,yitianneitingdianshuci,shenzhilianxutingdianshutian,shijizhanxudianchizaifangdianhoushangweichongzudiandeqingkuangxiayoufangdian,xudianchichangshijianchuyuqianchongzhuangtai(饑餓狀態)。如連續多次發生欠充,將造成蓄電池容量累積性虧損,硫酸鹽化加劇,蓄電池容量將在較短時間內下降,其使用壽命將較快終止。
2.2蓄電池存儲時間太長
蓄(xu)電(dian)池(chi)在(zai)存(cun)放(fang)過(guo)程(cheng)中(zhong)存(cun)在(zai)自(zi)放(fang)電(dian),如(ru)果(guo)長(chang)時(shi)間(jian)不(bu)能(neng)得(de)到(dao)補(bu)充(chong),那(na)麼(me)就(jiu)會(hui)出(chu)現(xian)硫(liu)酸(suan)鹽(yan)化(hua)現(xian)象(xiang)。這(zhe)種(zhong)現(xian)象(xiang)如(ru)果(guo)沒(mei)有(you)得(de)到(dao)及(ji)時(shi)改(gai)善(shan),那(na)麼(me)蓄(xu)電(dian)池(chi)容(rong)量(liang)會(hui)降(jiang)低(di)甚(shen)至(zhi)損(sun)壞(huai)不(bu)能(neng)使(shi)用(yong)。另(ling)外(wai),蓄(xu)電(dian)池(chi)存(cun)貯(zhu)的(de)環(huan)境(jing)溫(wen)度(du)對(dui)蓄(xu)電(dian)池(chi)容(rong)量(liang)影(ying)響(xiang)也(ye)非(fei)常(chang)大(da),存(cun)儲(chu)溫(wen)度(du)高(gao)加(jia)速(su)蓄(xu)電(dian)池(chi)容(rong)量(liang)下(xia)降(jiang),如(ru)表(biao)2所示。

表2:蓄電池存放時間與環境溫度對容量的影響

2.3基站的自然環境
jizhantingdianhou,kongtiaotingji。youyujizhanweifengbijifang,shijizhanshineiwendudafushangsheng。wenduguogaoshifakongshimifengdianchineibushishuiliangjiaju,dianjieyebaoheduxiajiang(玻璃纖維棉隔膜內電解液減少)使電池容量降低,縮短使用壽命。
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2.4電池安裝開通質量
蓄(xu)電(dian)池(chi)的(de)安(an)裝(zhuang)是(shi)否(fou)符(fu)合(he)規(gui)範(fan),對(dui)蓄(xu)電(dian)池(chi)的(de)使(shi)用(yong)使(shi)命(ming)影(ying)響(xiang)非(fei)常(chang)大(da)。安(an)裝(zhuang)時(shi)沒(mei)有(you)將(jiang)蓄(xu)電(dian)池(chi)之(zhi)間(jian)的(de)連(lian)接(jie)器(qi)固(gu)定(ding)螺(luo)釘(ding)擰(ning)緊(jin),接(jie)線(xian)柱(zhu)與(yu)連(lian)接(jie)器(qi)之(zhi)間(jian)接(jie)觸(chu)電(dian)阻(zu)增(zeng)大(da),在(zai)充(chong)放(fang)電(dian)時(shi)產(chan)生(sheng)大(da)量(liang)熱(re)量(liang)而(er)燒(shao)壞(huai),造(zao)成(cheng)整(zheng)組(zu)蓄(xu)電(dian)池(chi)損(sun)壞(huai);蓄電池溫度傳感器沒有安裝或安裝錯誤,在溫度高時會因為無法調整充電電壓到合適值,蓄電池出現熱失控現象,造成蓄電池損壞;開通時沒有在監控單元中調整蓄電池管理參數至合理值,造成蓄電池損壞。
2.5開關電源蓄電池管理參數
開關電源涉及到蓄電池管理的參數有蓄電池容量、充電電流係數、均浮充電壓、一二次下電電壓、自動均充的條件、溫(wen)度(du)補(bu)償(chang)電(dian)壓(ya)。如(ru)果(guo)這(zhe)些(xie)參(can)數(shu)設(she)置(zhi)不(bu)合(he)理(li),那(na)麼(me)會(hui)對(dui)蓄(xu)電(dian)池(chi)的(de)壽(shou)命(ming)造(zao)成(cheng)影(ying)響(xiang)。例(li)如(ru)一(yi)二(er)次(ci)下(xia)電(dian)電(dian)壓(ya)設(she)置(zhi)電(dian)壓(ya)過(guo)低(di),使(shi)蓄(xu)電(dian)池(chi)出(chu)現(xian)過(guo)放(fang)電(dian)甚(shen)至(zhi)深(shen)度(du)過(guo)放(fang)電(dian)現(xian)象(xiang),加(jia)劇(ju)蓄(xu)電(dian)池(chi)負(fu)極(ji)板(ban)硫(liu)酸(suan)鹽(yan)化(hua),是(shi)使(shi)蓄(xu)電(dian)池(chi)容(rong)量(liang)下(xia)降(jiang),使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)縮(suo)短(duan)的(de)另(ling)一(yi)個(ge)主(zhu)要(yao)原(yuan)因(yin)。
3頻繁停電對蓄電池壽命影響分析
duiyufakongqiansuanmifengmianweihudianchilaishuo,fujibandeliusuanyanhuashimuqianyingxiangjizhanxudianchirongliangxiajiang,shiyongshoumingsuoduandezhuyaoyuanyinsuozai。zaochengjizhanxudianchifujibanliusuanyanhuadezhuyaoyuanyinshijizhanpinfantingdian,jingchangguofangdianhexiaodianliudeshenduguofangdian,zaochengxudianchiqianchong,qianchonglianxuduocidefasheng,xingchengxudianchileijiqianchong,jizhanchongfangdianxunhuancishuguodupinfan,congerzaochengfujibanbukenizhuandeliusuanyanhua。zhezhongdianchizaijiepouhuayanhou,qiPbSO4含量明顯偏高。在多次不能充足的情況下,隨著時間的推移蓄電池容量就會逐漸減少,直至失效。
對(dui)於(yu)頻(pin)繁(fan)停(ting)電(dian)的(de)基(ji)站(zhan),經(jing)常(chang)會(hui)出(chu)現(xian)電(dian)池(chi)正(zheng)在(zai)充(chong)電(dian)時(shi)電(dian)網(wang)停(ting)電(dian),電(dian)池(chi)立(li)即(ji)由(you)充(chong)電(dian)狀(zhuang)態(tai)轉(zhuan)入(ru)放(fang)電(dian)狀(zhuang)態(tai),正(zheng)板(ban)上(shang)的(de)二(er)氧(yang)化(hua)鉛(qian)轉(zhuan)換(huan)成(cheng)硫(liu)酸(suan)鉛(qian)。放(fang)電(dian)過(guo)程(cheng)中(zhong),市(shi)電(dian)恢(hui)複(fu),電(dian)池(chi)由(you)放(fang)電(dian)狀(zhuang)態(tai)轉(zhuan)為(wei)充(chong)電(dian)狀(zhuang)態(tai),正(zheng)板(ban)的(de)硫(liu)酸(suan)鉛(qian)轉(zhuan)化(hua)為(wei)二(er)氧(yang)化(hua)鉛(qian)。如(ru)果(guo)此(ci)時(shi)對(dui)電(dian)池(chi)的(de)充(chong)電(dian)時(shi)間(jian)不(bu)夠(gou)長(chang)又(you)再(zai)次(ci)停(ting)電(dian)(電池此時還沒有進入浮充狀態),則(ze)正(zheng)板(ban)上(shang)二(er)氧(yang)化(hua)鉛(qian)不(bu)具(ju)有(you)活(huo)性(xing)成(cheng)分(fen),僅(jin)僅(jin)是(shi)作(zuo)為(wei)二(er)氧(yang)化(hua)鉛(qian)存(cun)在(zai),但(dan)不(bu)能(neng)提(ti)供(gong)能(neng)量(liang)。這(zhe)種(zhong)脈(mai)衝(chong)式(shi)停(ting)電(dian)方(fang)式(shi),導(dao)致(zhi)決(jue)定(ding)電(dian)池(chi)容(rong)量(liang)的(de)正(zheng)極(ji)板(ban)上(shang)的(de)活(huo)性(xing)物(wu)質(zhi)存(cun)在(zai),但(dan)不(bu)具(ju)備(bei)提(ti)供(gong)容(rong)量(liang)能(neng)力(li),同(tong)時(shi)又(you)不(bu)會(hui)形(xing)成(cheng)不(bu)可(ke)逆(ni)的(de)硫(liu)酸(suan)鉛(qian)(硫酸鹽化)。一段時間後,正極板上部分活性物質永久失效,電池容量下降,對於使用者來說,直接的反應就是供電時間不足。如圖3所示。

圖3多次不充分充電對蓄電池運行壽命的影響
延長基站供電蓄電池壽命的方法
根據造成基站蓄電池運行壽命減少的因素,結合實際情況我們提供如下幾個延長蓄電池壽命的方法。
1針對頻繁停電延長蓄電池使用壽命方法
duiyupinfantingdiandezhandian,xuyaotongguozengjiagudingyoujihuozheyidongyoujilaibaozhangxudianchizaitingdianhounengdedaojishibuchongchongdian,huozhebimianxudianchishendufangdian。duiguoyupinfantingdiandezhandian,chulecaiyongshangmiandefangfazhiwai,haixuyaocaiquteshudexudianchilaijiejuewenti,jishiyongGEL電池。GEL在循環使用壽命上比AGM多1.5倍至2倍,詳細情況如表3所示。另外對於這樣的站點一定要使用2V電池,盡量避免使用12V電池。
對於沒有交流電的站點,柴油發電機很難保證(油價上漲和不能及時加油),需要采取新的供電方案,可以考慮太陽能電源供電係統,給基站設備供電。
表3AGM和GEL電池循環使用壽命對比

2減少蓄電池過放並及時補充
2.1減少蓄電池過放
在(zai)電(dian)源(yuan)供(gong)電(dian)方(fang)案(an)初(chu)期(qi),需(xu)要(yao)根(gen)據(ju)負(fu)載(zai)電(dian)流(liu),結(jie)合(he)蓄(xu)電(dian)池(chi)的(de)放(fang)電(dian)曲(qu)線(xian)配(pei)置(zhi)比(bi)較(jiao)合(he)適(shi)的(de)蓄(xu)電(dian)池(chi)容(rong)量(liang),在(zai)要(yao)求(qiu)的(de)放(fang)電(dian)時(shi)間(jian)內(nei)避(bi)免(mian)蓄(xu)電(dian)池(chi)過(guo)放(fang),一(yi)般(ban)原(yuan)則(ze)是(shi)在(zai)規(gui)定(ding)放(fang)電(dian)時(shi)間(jian)到(dao)了(le)以(yi)後(hou)蓄(xu)電(dian)池(chi)放(fang)出(chu)的(de)容(rong)量(liang)≤80%。
在電源開通後,如果暫時沒有市電接入或者暫時不使用電池,那麼必須斷開蓄電池的所有負載(關閉蓄電池空開或拔掉熔絲,關閉監控單元的供電),使蓄電池處於開路狀態。避免蓄電池小電流放電,造成蓄電池容量下降或者失效。
在蓄電池管理方麵,盡量避免蓄電池在倉庫放置時間超過3個月。如果超過3個月不能安裝,那麼就要考慮通過充電器,對蓄電池進行充電。
根據實際使用情況調整蓄電池欠壓保護的電壓,盡量避免蓄電池出現過放電和深度過放電(小電流過放電)。對於頻繁停電的站點,為了延長蓄電池運行壽命,要求一次負載下電電壓≥47V,二次下電電壓≥46V。
2.2及時對蓄電池補充充電
在電源開通後,人工控製執行對蓄電池均衡充電,均衡充電時間≥10xiaoshi。duiyupinfantingdiandezhandian,keyizengjiaxudianchichongdiandianliu,yisuoduanxudianchichongdianshijianzengjiachongdianqianqichongrudedianliang。tongguojiankongdanyuan,jiangchongdiandianliuxishutiaogaowei(1.8~2.2)C10,最大充電電流係數不能超過2.5C10。
根據該基站停電次數及時間,對於停電次數多且停電時間長的情況,延長均衡充電時間。改變均衡充電時間周期設置,把原設置一般180天周期調整為30天或15天,以減少硫酸鹽化現象的發生。
3減少高溫對蓄電池壽命的影響
如果蓄電池安裝在機房或者房艙內,那麼需要安裝空調確保機房環境在合適的溫度。
對於戶外電源,為了確保蓄電池的工作溫度在合適範圍內,需要在電池櫃上搭建涼棚避免陽光直射;可以通過地埋的方式,把蓄電池放在專門的地窖內,確保蓄電池的工作環境溫度不會太高;戶外電源最好使用溫度範圍比較寬的GEL電池,以減少高溫或低溫對電池造成的嚴重影響,以延長使用壽命。
4定期維護
在蓄電池的使用過程中需要對其做相應的維護。由於蓄電池在運行一段時間後,就會出現個別電池落後(一般情況下落後電池端電壓不得小於正常的20mV)huoshixiaodexianxiang。ruguobujishifaxian,nameluohoudedianchihuiyuelaiyueluohou,zhizhishixiao。shixiaodedianchihuidaozhiqitahaodedianchisuishijiantuiyimanmanshixiao,jinershizhenggedianchizubaofei。yibanyaoduixudianchimeige3個月進行一次維護,主要是檢查蓄電池組中有無漏液、有無“臌肚子現象”、有無落後電池存在、蓄電池連接處有無鏽蝕和固定螺釘鬆動、環境溫度是否正常等等。隻有做到及時發現及時處理,才能確保蓄電池的正常壽命。
- 影響基站電源蓄電池壽命的各種因素
- 延長基站供電蓄電池壽命的方法
- 減少蓄電池過放
- 及時對蓄電池補充充電
- 減少高溫對蓄電池壽命的影響
- 定期對蓄電池進行維護
基站蓄電池從目前使用情況來看,普遍存在蓄電池容量下降過快,使用壽命短,甚至短短1~2年時間蓄電池的容量隻有標稱容量的30%~40%,有的隻有10%~20%。而大部分基站蓄電池經過1~4年運行,容量隻有其標稱容量的50%左zuo右you,遠yuan遠yuan達da不bu到dao設she計ji使shi用yong壽shou命ming。與yu交jiao換huan局ju站zhan同tong類lei蓄xu電dian池chi相xiang比bi,使shi用yong壽shou命ming也ye大da大da降jiang低di。按an蓄xu電dian池chi使shi用yong維wei護hu標biao準zhun要yao求qiu,蓄xu電dian池chi容rong量liang隻zhi要yao下xia降jiang到dao其qi標biao稱cheng容rong量liang的de80%,其使用壽命就終止,應對其進行更換。
影響基站電源蓄電池壽命的因素
1蓄電池壽命的定義
蓄電池的壽命一般是這樣定義的,浮充狀態下為3-5年或3-8年nian,並bing不bu是shi說shuo蓄xu電dian池chi在zai頻pin繁fan放fang電dian狀zhuang態tai下xia使shi用yong多duo少shao年nian。對dui處chu於yu非fei浮fu充chong狀zhuang態tai下xia工gong作zuo的de蓄xu電dian池chi,其qi壽shou命ming是shi按an照zhao循xun環huan放fang電dian次ci數shu和he放fang電dian深shen度du兩liang個ge因yin素su衡heng量liang,如ru表biao1所示。簡單地以能使用多少年來衡量,是不正確的。
表1:蓄電池放電深度與使用壽命之間的關係(25℃)

對於蓄電池的循環放電次數來說,必須是在蓄電池放電後充足電能,要充足電能充電時間至少需要24小時(依據YD/T799-2002的規定)。對於充電不足的情況,其循環放電次數很難確定,肯定要低於表1中描述的數據。
所以,蓄電池實際能使用多長時間完全取決於該站點的電網情況。假如某一個站點一個月停電10次,每次放到終止電壓,每隔3天停一次電,每次蓄電池都能充足電量,機房環境溫度25℃,那麼蓄電池可以使用2年。如果每月停電超過15次,那麼蓄電池的使用壽命就很難說了,有可能可以用1年,有可能用6個月,這就要取決於停電的實際情況了。
2蓄電池放電深度的定義
放電深度對電池使用壽命的影響也非常大。電池放電深度越深,其循環使用次數就越少,如表1所示,因此在使用時應避免深度放電。

圖1蓄電池放電曲線
[page]
上圖是蓄電池生產廠家提供的150AH/12V蓄電池放電曲線。在實際使用時根據不同的負載電流選定不同的放電終止電壓。在該放電曲線中,以10小時放電和5小時放電曲線為例,對於10小時放電(負載電流為15A)來說,如果放電到終止電壓11V(44V),此時蓄電池放出的容量大約為100%。一般情況下,為了保護蓄電池盡量避免其深度放電,放電深度最好≤80%,終止電壓在46V左右,放電時間約為8小時。對於5小時的放電率來說(負載電流為25.2A),終止電壓10.8V(43.2V)放出100%容量,在實際使用時放電深度≤80%,終止電壓在45.6左右,放電時間為4小時。
3蓄電池壽命終止的幾種因素
對於閥控密封鉛酸蓄電池來說,有四種失效模式:正極板腐蝕、失水、熱失控、硫酸鹽化。其中正極板柵腐蝕由於合金工藝技術的提高,腐蝕速度非常慢,一般是10-15年。
失水的途徑比較多:節流閥設計不合理,頻繁開啟;電源對蓄電池頻繁均充;環境溫度過高。其中高溫是最主要的因素,高溫會加速蓄電池失水速度,導致蓄電池容量下降。以25℃為基準,當蓄電池運行環境上升10℃,壽命減少50%。如圖2所示。

圖2溫度對蓄電池運行壽命的影響
reshikongshixudianchizaichongdianguochengzhongchanshengreliangbunengjishishifangchu,wenduhehuaxuefanyingzhijianxingchengyigezhenghuikui,chuxianshikong。reshikongduixudianchishihuimiexingde,zaochengxudianchiwaikebianxing“鼓肚子”,嚴重的會造成蓄電池爆炸。熱失控的原因是機房環境溫度高超過45℃、高溫下浮充電壓過高(沒有溫度補償功能)、充電電流超過設計值(超過2.5C10)。
硫(liu)酸(suan)鹽(yan)化(hua)就(jiu)是(shi)硫(liu)酸(suan)鹽(yan)的(de)堆(dui)積(ji),即(ji)在(zai)極(ji)板(ban)上(shang)生(sheng)成(cheng)白(bai)色(se)堅(jian)硬(ying)的(de)硫(liu)酸(suan)鉛(qian)結(jie)晶(jing),顆(ke)粒(li)比(bi)較(jiao)大(da)活(huo)性(xing)低(di)。充(chong)電(dian)時(shi)非(fei)常(chang)難(nan)於(yu)轉(zhuan)化(hua)為(wei)活(huo)性(xing)物(wu)質(zhi)的(de)硫(liu)酸(suan)鉛(qian),導(dao)致(zhi)電(dian)池(chi)容(rong)量(liang)下(xia)降(jiang)或(huo)功(gong)能(neng)衰(shuai)退(tui)。硫(liu)酸(suan)鹽(yan)化(hua)的(de)原(yuan)因(yin)是(shi)電(dian)池(chi)在(zai)安(an)裝(zhuang)使(shi)用(yong)前(qian)曾(zeng)長(chang)時(shi)間(jian)擱(ge)置(zhi)儲(chu)存(cun)(超過3個月)、持續過放電或經常過量放電或小電流深放電、環境溫度過高或過低、經常充電不足和沒有定期執行均充。
影響基站電池運行壽命的原因
1基站供電蓄電池的工作環境
位置偏遠,交流電供電不穩定或者頻繁停電,甚至根本就沒有交流電。例如國內偏遠山區以及落後國家電力供應不足等;基站沒有空調或是戶外站點,環境溫度高,超過35℃;站點偏遠且數量多,無法做到精細化維護,維護無法按照要求實施,處於沒有維護或很少維護的狀況。
2影響基站電源蓄電池運行壽命的因素
通過對國內基站蓄電池損壞情況分析,采集了新疆、浙江、陝西、雲南幾個省蓄電池損壞的標本並結合海外越南、埃及、巴基斯坦、埃塞俄比亞基站電源的損壞數據,得出影響蓄電池運行壽命有如下幾個因素。
2.1交流頻繁停電
頻繁停電、停電時間長、停(ting)電(dian)時(shi)間(jian)無(wu)規(gui)律(lv),使(shi)蓄(xu)電(dian)池(chi)頻(pin)繁(fan)充(chong)放(fang)電(dian),或(huo)者(zhe)基(ji)站(zhan)根(gen)本(ben)就(jiu)沒(mei)有(you)交(jiao)流(liu)電(dian),通(tong)過(guo)柴(chai)油(you)發(fa)電(dian)機(ji)和(he)蓄(xu)電(dian)池(chi)交(jiao)替(ti)供(gong)電(dian),是(shi)造(zao)成(cheng)蓄(xu)電(dian)池(chi)容(rong)量(liang)下(xia)降(jiang)過(guo)快(kuai)和(he)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)縮(suo)短(duan)的(de)一(yi)個(ge)最(zui)主(zhu)要(yao)原(yuan)因(yin)。
jizhantingdianpinciguogao,yitianneitingdianshuci,shenzhilianxutingdianshutian,shijizhanxudianchizaifangdianhoushangweichongzudiandeqingkuangxiayoufangdian,xudianchichangshijianchuyuqianchongzhuangtai(饑餓狀態)。如連續多次發生欠充,將造成蓄電池容量累積性虧損,硫酸鹽化加劇,蓄電池容量將在較短時間內下降,其使用壽命將較快終止。
2.2蓄電池存儲時間太長
蓄(xu)電(dian)池(chi)在(zai)存(cun)放(fang)過(guo)程(cheng)中(zhong)存(cun)在(zai)自(zi)放(fang)電(dian),如(ru)果(guo)長(chang)時(shi)間(jian)不(bu)能(neng)得(de)到(dao)補(bu)充(chong),那(na)麼(me)就(jiu)會(hui)出(chu)現(xian)硫(liu)酸(suan)鹽(yan)化(hua)現(xian)象(xiang)。這(zhe)種(zhong)現(xian)象(xiang)如(ru)果(guo)沒(mei)有(you)得(de)到(dao)及(ji)時(shi)改(gai)善(shan),那(na)麼(me)蓄(xu)電(dian)池(chi)容(rong)量(liang)會(hui)降(jiang)低(di)甚(shen)至(zhi)損(sun)壞(huai)不(bu)能(neng)使(shi)用(yong)。另(ling)外(wai),蓄(xu)電(dian)池(chi)存(cun)貯(zhu)的(de)環(huan)境(jing)溫(wen)度(du)對(dui)蓄(xu)電(dian)池(chi)容(rong)量(liang)影(ying)響(xiang)也(ye)非(fei)常(chang)大(da),存(cun)儲(chu)溫(wen)度(du)高(gao)加(jia)速(su)蓄(xu)電(dian)池(chi)容(rong)量(liang)下(xia)降(jiang),如(ru)表(biao)2所示。

表2:蓄電池存放時間與環境溫度對容量的影響

2.3基站的自然環境
jizhantingdianhou,kongtiaotingji。youyujizhanweifengbijifang,shijizhanshineiwendudafushangsheng。wenduguogaoshifakongshimifengdianchineibushishuiliangjiaju,dianjieyebaoheduxiajiang(玻璃纖維棉隔膜內電解液減少)使電池容量降低,縮短使用壽命。
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2.4電池安裝開通質量
蓄(xu)電(dian)池(chi)的(de)安(an)裝(zhuang)是(shi)否(fou)符(fu)合(he)規(gui)範(fan),對(dui)蓄(xu)電(dian)池(chi)的(de)使(shi)用(yong)使(shi)命(ming)影(ying)響(xiang)非(fei)常(chang)大(da)。安(an)裝(zhuang)時(shi)沒(mei)有(you)將(jiang)蓄(xu)電(dian)池(chi)之(zhi)間(jian)的(de)連(lian)接(jie)器(qi)固(gu)定(ding)螺(luo)釘(ding)擰(ning)緊(jin),接(jie)線(xian)柱(zhu)與(yu)連(lian)接(jie)器(qi)之(zhi)間(jian)接(jie)觸(chu)電(dian)阻(zu)增(zeng)大(da),在(zai)充(chong)放(fang)電(dian)時(shi)產(chan)生(sheng)大(da)量(liang)熱(re)量(liang)而(er)燒(shao)壞(huai),造(zao)成(cheng)整(zheng)組(zu)蓄(xu)電(dian)池(chi)損(sun)壞(huai);蓄電池溫度傳感器沒有安裝或安裝錯誤,在溫度高時會因為無法調整充電電壓到合適值,蓄電池出現熱失控現象,造成蓄電池損壞;開通時沒有在監控單元中調整蓄電池管理參數至合理值,造成蓄電池損壞。
2.5開關電源蓄電池管理參數
開關電源涉及到蓄電池管理的參數有蓄電池容量、充電電流係數、均浮充電壓、一二次下電電壓、自動均充的條件、溫(wen)度(du)補(bu)償(chang)電(dian)壓(ya)。如(ru)果(guo)這(zhe)些(xie)參(can)數(shu)設(she)置(zhi)不(bu)合(he)理(li),那(na)麼(me)會(hui)對(dui)蓄(xu)電(dian)池(chi)的(de)壽(shou)命(ming)造(zao)成(cheng)影(ying)響(xiang)。例(li)如(ru)一(yi)二(er)次(ci)下(xia)電(dian)電(dian)壓(ya)設(she)置(zhi)電(dian)壓(ya)過(guo)低(di),使(shi)蓄(xu)電(dian)池(chi)出(chu)現(xian)過(guo)放(fang)電(dian)甚(shen)至(zhi)深(shen)度(du)過(guo)放(fang)電(dian)現(xian)象(xiang),加(jia)劇(ju)蓄(xu)電(dian)池(chi)負(fu)極(ji)板(ban)硫(liu)酸(suan)鹽(yan)化(hua),是(shi)使(shi)蓄(xu)電(dian)池(chi)容(rong)量(liang)下(xia)降(jiang),使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)縮(suo)短(duan)的(de)另(ling)一(yi)個(ge)主(zhu)要(yao)原(yuan)因(yin)。
3頻繁停電對蓄電池壽命影響分析
duiyufakongqiansuanmifengmianweihudianchilaishuo,fujibandeliusuanyanhuashimuqianyingxiangjizhanxudianchirongliangxiajiang,shiyongshoumingsuoduandezhuyaoyuanyinsuozai。zaochengjizhanxudianchifujibanliusuanyanhuadezhuyaoyuanyinshijizhanpinfantingdian,jingchangguofangdianhexiaodianliudeshenduguofangdian,zaochengxudianchiqianchong,qianchonglianxuduocidefasheng,xingchengxudianchileijiqianchong,jizhanchongfangdianxunhuancishuguodupinfan,congerzaochengfujibanbukenizhuandeliusuanyanhua。zhezhongdianchizaijiepouhuayanhou,qiPbSO4含量明顯偏高。在多次不能充足的情況下,隨著時間的推移蓄電池容量就會逐漸減少,直至失效。
對(dui)於(yu)頻(pin)繁(fan)停(ting)電(dian)的(de)基(ji)站(zhan),經(jing)常(chang)會(hui)出(chu)現(xian)電(dian)池(chi)正(zheng)在(zai)充(chong)電(dian)時(shi)電(dian)網(wang)停(ting)電(dian),電(dian)池(chi)立(li)即(ji)由(you)充(chong)電(dian)狀(zhuang)態(tai)轉(zhuan)入(ru)放(fang)電(dian)狀(zhuang)態(tai),正(zheng)板(ban)上(shang)的(de)二(er)氧(yang)化(hua)鉛(qian)轉(zhuan)換(huan)成(cheng)硫(liu)酸(suan)鉛(qian)。放(fang)電(dian)過(guo)程(cheng)中(zhong),市(shi)電(dian)恢(hui)複(fu),電(dian)池(chi)由(you)放(fang)電(dian)狀(zhuang)態(tai)轉(zhuan)為(wei)充(chong)電(dian)狀(zhuang)態(tai),正(zheng)板(ban)的(de)硫(liu)酸(suan)鉛(qian)轉(zhuan)化(hua)為(wei)二(er)氧(yang)化(hua)鉛(qian)。如(ru)果(guo)此(ci)時(shi)對(dui)電(dian)池(chi)的(de)充(chong)電(dian)時(shi)間(jian)不(bu)夠(gou)長(chang)又(you)再(zai)次(ci)停(ting)電(dian)(電池此時還沒有進入浮充狀態),則(ze)正(zheng)板(ban)上(shang)二(er)氧(yang)化(hua)鉛(qian)不(bu)具(ju)有(you)活(huo)性(xing)成(cheng)分(fen),僅(jin)僅(jin)是(shi)作(zuo)為(wei)二(er)氧(yang)化(hua)鉛(qian)存(cun)在(zai),但(dan)不(bu)能(neng)提(ti)供(gong)能(neng)量(liang)。這(zhe)種(zhong)脈(mai)衝(chong)式(shi)停(ting)電(dian)方(fang)式(shi),導(dao)致(zhi)決(jue)定(ding)電(dian)池(chi)容(rong)量(liang)的(de)正(zheng)極(ji)板(ban)上(shang)的(de)活(huo)性(xing)物(wu)質(zhi)存(cun)在(zai),但(dan)不(bu)具(ju)備(bei)提(ti)供(gong)容(rong)量(liang)能(neng)力(li),同(tong)時(shi)又(you)不(bu)會(hui)形(xing)成(cheng)不(bu)可(ke)逆(ni)的(de)硫(liu)酸(suan)鉛(qian)(硫酸鹽化)。一段時間後,正極板上部分活性物質永久失效,電池容量下降,對於使用者來說,直接的反應就是供電時間不足。如圖3所示。

圖3多次不充分充電對蓄電池運行壽命的影響
延長基站供電蓄電池壽命的方法
根據造成基站蓄電池運行壽命減少的因素,結合實際情況我們提供如下幾個延長蓄電池壽命的方法。
1針對頻繁停電延長蓄電池使用壽命方法
duiyupinfantingdiandezhandian,xuyaotongguozengjiagudingyoujihuozheyidongyoujilaibaozhangxudianchizaitingdianhounengdedaojishibuchongchongdian,huozhebimianxudianchishendufangdian。duiguoyupinfantingdiandezhandian,chulecaiyongshangmiandefangfazhiwai,haixuyaocaiquteshudexudianchilaijiejuewenti,jishiyongGEL電池。GEL在循環使用壽命上比AGM多1.5倍至2倍,詳細情況如表3所示。另外對於這樣的站點一定要使用2V電池,盡量避免使用12V電池。
對於沒有交流電的站點,柴油發電機很難保證(油價上漲和不能及時加油),需要采取新的供電方案,可以考慮太陽能電源供電係統,給基站設備供電。
表3AGM和GEL電池循環使用壽命對比

2減少蓄電池過放並及時補充
2.1減少蓄電池過放
在(zai)電(dian)源(yuan)供(gong)電(dian)方(fang)案(an)初(chu)期(qi),需(xu)要(yao)根(gen)據(ju)負(fu)載(zai)電(dian)流(liu),結(jie)合(he)蓄(xu)電(dian)池(chi)的(de)放(fang)電(dian)曲(qu)線(xian)配(pei)置(zhi)比(bi)較(jiao)合(he)適(shi)的(de)蓄(xu)電(dian)池(chi)容(rong)量(liang),在(zai)要(yao)求(qiu)的(de)放(fang)電(dian)時(shi)間(jian)內(nei)避(bi)免(mian)蓄(xu)電(dian)池(chi)過(guo)放(fang),一(yi)般(ban)原(yuan)則(ze)是(shi)在(zai)規(gui)定(ding)放(fang)電(dian)時(shi)間(jian)到(dao)了(le)以(yi)後(hou)蓄(xu)電(dian)池(chi)放(fang)出(chu)的(de)容(rong)量(liang)≤80%。
在電源開通後,如果暫時沒有市電接入或者暫時不使用電池,那麼必須斷開蓄電池的所有負載(關閉蓄電池空開或拔掉熔絲,關閉監控單元的供電),使蓄電池處於開路狀態。避免蓄電池小電流放電,造成蓄電池容量下降或者失效。
在蓄電池管理方麵,盡量避免蓄電池在倉庫放置時間超過3個月。如果超過3個月不能安裝,那麼就要考慮通過充電器,對蓄電池進行充電。
根據實際使用情況調整蓄電池欠壓保護的電壓,盡量避免蓄電池出現過放電和深度過放電(小電流過放電)。對於頻繁停電的站點,為了延長蓄電池運行壽命,要求一次負載下電電壓≥47V,二次下電電壓≥46V。
2.2及時對蓄電池補充充電
在電源開通後,人工控製執行對蓄電池均衡充電,均衡充電時間≥10xiaoshi。duiyupinfantingdiandezhandian,keyizengjiaxudianchichongdiandianliu,yisuoduanxudianchichongdianshijianzengjiachongdianqianqichongrudedianliang。tongguojiankongdanyuan,jiangchongdiandianliuxishutiaogaowei(1.8~2.2)C10,最大充電電流係數不能超過2.5C10。
根據該基站停電次數及時間,對於停電次數多且停電時間長的情況,延長均衡充電時間。改變均衡充電時間周期設置,把原設置一般180天周期調整為30天或15天,以減少硫酸鹽化現象的發生。
3減少高溫對蓄電池壽命的影響
如果蓄電池安裝在機房或者房艙內,那麼需要安裝空調確保機房環境在合適的溫度。
對於戶外電源,為了確保蓄電池的工作溫度在合適範圍內,需要在電池櫃上搭建涼棚避免陽光直射;可以通過地埋的方式,把蓄電池放在專門的地窖內,確保蓄電池的工作環境溫度不會太高;戶外電源最好使用溫度範圍比較寬的GEL電池,以減少高溫或低溫對電池造成的嚴重影響,以延長使用壽命。
4定期維護
在蓄電池的使用過程中需要對其做相應的維護。由於蓄電池在運行一段時間後,就會出現個別電池落後(一般情況下落後電池端電壓不得小於正常的20mV)huoshixiaodexianxiang。ruguobujishifaxian,nameluohoudedianchihuiyuelaiyueluohou,zhizhishixiao。shixiaodedianchihuidaozhiqitahaodedianchisuishijiantuiyimanmanshixiao,jinershizhenggedianchizubaofei。yibanyaoduixudianchimeige3個月進行一次維護,主要是檢查蓄電池組中有無漏液、有無“臌肚子現象”、有無落後電池存在、蓄電池連接處有無鏽蝕和固定螺釘鬆動、環境溫度是否正常等等。隻有做到及時發現及時處理,才能確保蓄電池的正常壽命。
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