013. 深入了解 「UPS 個別電池電壓均衡(平衡)」 的重要性
JTI 2019 January 19 15:01:32
| 源文翻譯自 『Design Life Versus Service Life in Batteries: It’s all about the charging! 』 ************* 『UPS 電池故障』原因分析： 電池是以保持 浮動充電狀態 做為它的設計年限的依據。浮動充電電壓範圍 是以確保電池保持充電狀態，並保持內部 電化學狀態 趨近於原始狀態。浮動電壓規定也確定減緩電池正栅極腐蝕。如果電池的浮動電壓低於規定，則電池將出現無法充保狀態和硫酸化現象，而將導致電池容量不足。如果電池持續是處於未充飽和狀態，則硫酸化致使腐蝕現象就產生。另一方面，過度充電導致正柵極腐蝕狀況，也是電池最常見的故障現象。 造成『電池不當充電』的原因探討： 在於 UPS不斷電設備/直流充電器 中充電系統的設計問題，這個 UPS不斷電設備/直流充電器 充電方式是直接將整串電池組充電。這個意思是說提供一個較高總電壓來對整串電池組進行充電，這樣是為了符合電池組串電壓與充電電壓之間相等。但它忽略且沒有考慮到整串電池組是由單顆電池來組成，很多顆電池串接起來形成為一串電池組。每顆電池由於生產製造時品質不一定相同，且這包含每顆電池的電化學特性也無法一致，導致於充電時，有些顆電池將會比較快速完成充電。在整串電池組裡，每顆電池的內部電化學特性相互間均會有些微不一致而導致電池之間電壓不一定一樣而成為不平衡。在整串電池組因各顆電池電壓不一致造成電壓不平衡，而形成有些電池過度充電或有些充電不足，這情形將會有更多電池因電壓不平衡逐漸演變成不平衡情形越加劇。 『UPS 新舊電池串接』的迷失： 電壓不平衡現象最常發生在當電池組某一單顆電池裏更換了新品，此時這個問題更嚴重。因為新的電池它的電化學狀態比舊的電池來的狀態更佳，往往如此，很容易造成新的電池有過度充電現象。反而舊的電池變成充電不足現象。所以當每串電池組的電池，更換數量超過 20~25% 時，依現今行業的標準，將會建議更換整串電池組的電池。更換理由是很簡單的說法，因為新舊電池間出現電壓不平衡是無法避免的。 『電池健康狀態』與 『電池電壓平衡』的關鍵： 『鉛酸電池如果有適當的電壓充電，則它將可獲得最大的使用年限』。（Krein，2002）如果整串電池組的各顆電池電壓保持平衡，則電池使用的年限與充電電池狀態(SOC)將為極佳化。充電電池狀態(SOC)是電壓平衡的代表。另外還發現到，優化電池浮充電壓保持在符合充電電壓標準值，大大增加了整個電池組的考靠性。唯一方法是以單一電源依電池電壓標準值進行充電確保這每一電池均達到充電，並以電池組中的每顆電池的內部電化學特性進行匹配或平衡各個電池浮充電壓。 GENEREX BACS© 『專利技術』簡介： BACS© 電池管理系統，它將會依據每壹只電池監測器所量測出來該單顆電池的電壓，並將會計算出該串電池組的目標電壓(平衡電壓)。BACS© 電池管理系統 採用一種稱為『分流電阻系統』的被動電壓平衡技術，如果電池電壓比目標電壓高(過度電壓)時，BACS© 電池監測器 將會觸發啟用旁路電路，將大部份電路浮充電流分流至此旁路電路通路，如此將就不再有浮充電流經過電池，以防止電池過度充電，但能可繼續維持於充電模式。假若電池電壓比目標電壓低(充電不足)時，此時旁路電路將會被關畢停用，電路浮充電流將會經過電池進行充電，自然而然的將電池電壓提升至目標電壓，同時將有可能過度充電電池的電壓也將會逐步的調整至目標電壓。BACS© 電池管理系統 就是依據『克希荷夫電流定律(Kirchhoff's current laws / KCL)』的原理來運用。 圖：克希荷夫電流定律(Kirchhoff's current laws / KCL) 詳閱文件請點選： 中文繁體版 中文簡體版 |
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