ลักษณะการชาร์จและการคายประจุของแบตเตอรี่

แบตเตอรี่มีผลในการคายประจุเอง ตั้งแต่การประชุมเชิงปฏิบัติการการผลิตไปจนถึงการใช้งาน&# 39 ของผู้ใช้จะมีความล่าช้าหลายเดือน

ใช้แบตเตอรี่ PA-NASONIC เป็นตัวอย่าง เมื่อเก็บไว้เป็นเวลา 8 เดือนที่อุณหภูมิแวดล้อม 30 ° C ความจุที่เหลืออยู่ของแบตเตอรี่จะเหลือเพียงครึ่งหนึ่งเมื่อออกจากโรงงาน ดังนั้นสำหรับแบตเตอรี่ที่ซื้อใหม่ที่เข้ากันได้กับ UPS โดยทั่วไปจะต้องใช้ระยะเวลานานขึ้น การชาร์จนี้เรียกว่าการชาร์จครั้งแรก ควรชาร์จกระแสไฟเริ่มต้นของแบตเตอรี่ที่ 0.1C และแบตเตอรี่สามารถชาร์จใหม่ได้หลังจากสิ้นสุดการคายประจุซึ่งเรียกว่าการชาร์จตามปกติ ปัจจุบัน UPS ใช้วิธีการชาร์จสองวิธี: การชาร์จแบบลอยและการชาร์จแบบพัลส์ สิ่งที่เรียกว่าการชาร์จแบบลอยตัวหมายความว่าเอาต์พุตของวงจรเรียงกระแสทำงานควบคู่ไปกับแบตเตอรี่และจ่ายพลังงานให้กับโหลดในเวลาเดียวกัน ในความเป็นจริงกระแสไฟฟ้าที่ได้จากวงจรเรียงกระแสแบ่งออกเป็นสองวิธีทางหนึ่งถูกส่งไปยังโหลดและอีกวิธีหนึ่งจะถูกส่งไปยังแบตเตอรี่เพื่อเสริมการสูญเสียภายในของแบตเตอรี่ โหมดการชาร์จนั้นง่ายต่อการเชื่อมต่อซึ่งเหมาะสำหรับการปรับปรุงลักษณะการตอบสนองชั่วคราวของเอาต์พุต UPS ลักษณะของการชาร์จแบบพัลส์คือกระแสการชาร์จจะเปลี่ยนไปตามความจุของแบตเตอรี่ การชาร์จด้วยวิธีนี้สามารถลดระยะเวลาในการชาร์จได้

1. แรงดันไฟฟ้าในการชาร์จ

เนื่องจากแบตเตอรี่ UPs เป็นโหมดสแตนด์บายของการทำงานไฟหลักจึงอยู่ในสถานะการชาร์จภายใต้สภาวะปกติและจะหมดเมื่อไฟดับเท่านั้น เพื่อยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่โดยทั่วไปเครื่องชาร์จของ UPS จะถูกควบคุมโดยการ จำกัด แรงดันไฟฟ้าและกระแสคงที่ หลังจากชาร์จแบตเตอรี่เต็มแล้วแบตเตอรี่จะเปลี่ยนเป็นสถานะลอยตัว

สำหรับแบตเตอรี่ที่มีแรงดันไฟฟ้าขั้ว 12V แรงดันลอยปกติจะอยู่ระหว่าง 13.5 ถึง 13.8V หากแรงดันไฟฟ้าของลูกลอยต่ำเกินไปแสดงว่าแบตเตอรี่ไม่ได้รับการชาร์จจนเต็มและแรงดันไฟฟ้าของลูกลอยสูงเกินไปซึ่งจะทำให้เกิดการชาร์จไฟเกิน เมื่อแรงดันไฟฟ้าลอยเกิน 14V จะถือว่าเป็นการชาร์จไฟเกิน ห้ามมิให้ชาร์จก้อนแบตเตอรี่ด้วยแรงดันไฟฟ้าเกินโดยเด็ดขาดเนื่องจากการชาร์จไฟเกินจะทำให้น้ำที่อยู่ในอิเล็กโทรไลต์ในแบตเตอรี่ถูกอิเล็กโทรไลต์เป็นไฮโดรเจนและออกซิเจนและหลุดออกไปซึ่งจะเพิ่มความเข้มข้นของอิเล็กโทรไลต์ส่งผลให้แบตเตอรี่สั้นลง ชีวิตหรือแม้กระทั่งความเสียหาย

2. กำลังชาร์จปัจจุบัน

กระแสไฟชาร์จแบตเตอรี่โดยทั่วไปแสดงด้วย C และค่าที่แท้จริงของ C สัมพันธ์กับความจุของแบตเตอรี่ ตัวอย่างเช่นหากเป็นแบตเตอรี่ 100Ah: C คือ 100A กระแสไฟที่เหมาะสมที่สุดของแบตเตอรี่ที่ไม่ต้องบำรุงรักษากรดตะกั่วของ Panasonic คือประมาณ 0.1C และกระแสไฟในการชาร์จต้องไม่เกิน 0.3C กระแสไฟชาร์จที่มากเกินไปหรือน้อยเกินไปจะส่งผลต่ออายุการใช้งานของแบตเตอรี่

กระแสชาร์จในอุดมคติควรใช้วิธีการชาร์จแบบคงที่แบบทีละขั้นนั่นคือใช้กระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่กว่าในระยะเริ่มต้นของการชาร์จและหลังจากชาร์จไประยะหนึ่งกระแสไฟจะเปลี่ยนเป็นกระแสไฟที่น้อยลงและเมื่อสิ้นสุดการชาร์จ ใช้กระแสไฟฟ้าขนาดเล็ก กระแสไฟชาร์จโดยทั่วไปได้รับการออกแบบให้เป็น 0.1C เมื่อกระแสไฟเกิน 0.3C ถือได้ว่าเป็นการชาร์จกระแสเกิน หลีกเลี่ยงการใช้เครื่องชาร์จแบบเร็วในการชาร์จมิฉะนั้นแบตเตอรี่จะอยู่ในสถานะ" การชาร์จกระแสเกินทันที" และ" การชาร์จไฟเกินทันที" ส่งผลให้พลังงานที่มีอยู่ของแบตเตอรี่ลดลงหรือแม้กระทั่งความเสียหายต่อแบตเตอรี่ การชาร์จกระแสเกินจะทำให้แผ่นแบตเตอรี่งอและวัสดุที่ใช้งานหลุดออกทำให้ความสามารถในการจ่ายไฟของแบตเตอรี่&# 39 ลดลงและในกรณีที่รุนแรงจะทำให้แบตเตอรี่เสียหาย

3. วิธีการชาร์จ

ผลิตภัณฑ์ที่ปล่อยออกมาของแบตเตอรี่ตะกั่วกรดคือตะกั่วซัลเฟต หากไม่ได้รับการแปลงตามเวลาแบตเตอรี่จะถูกชาร์จไฟต่ำซึ่งจะช่วยลดความสามารถในการคายประจุแบตเตอรี่และทำให้อายุการใช้งานแบตเตอรี่สั้นลง ดังนั้นจึงต้องชาร์จก้อนแบตเตอรี่ให้เต็ม สำหรับสถานการณ์ที่แตกต่างกันสามารถแบ่งออกเป็นประจุลอยและประจุเท่ากัน

(1) ลอยตัว ชุดแบตเตอรี่ออนไลน์คือการเชื่อมต่อแบบขนานระยะยาวระหว่างเครื่องชาร์จและวงจรโหลดเป็นแหล่งพลังงานสำรอง ภายใต้สถานการณ์ปกติจะใช้การชาร์จแบบลอยตัวและแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ก้อนเดียวจะถูกควบคุมที่ 2.25V (เทียบกับแบตเตอรี่ 2V) และจะมีการสังเกตและบันทึกการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าในการชาร์จแบบลอยตัวเป็นประจำ หากแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ก้อนเดียวต่ำหมายความว่าแบตเตอรี่ไม่ได้รับการชาร์จเพียงพอและความจุไม่เพียงพอดังนั้นคุณควรใส่ใจกับการติดตาม

(2) การชาร์จสมดุล ที่เรียกว่าการชาร์จแบบอีควอไลเซอร์คือการเชื่อมต่อแบตเตอรี่แต่ละยูนิตแบบขนานและชาร์จด้วยแรงดันไฟฟ้าที่สม่ำเสมอ หากก้อนแบตเตอรี่มีแบตเตอรี่ที่ล้าหลังในระหว่างกระบวนการชาร์จแบบลอยตัว (แรงดันไฟฟ้าของเซลล์ต่ำกว่า 2.20V เทียบกับแบตเตอรี่ 2V) หรือหลังจากการชาร์จแบบลอยตัวเป็นเวลา 3 เดือนควรดำเนินการชาร์จเท่ากันและแบตเตอรี่ก้อนเดียวคือ ควบคุมที่ 2.35V, 6 ~ 8h (โปรดทราบว่าเวลาในการปรับสมดุลไม่ควรนานเกินไป) จากนั้นปรับกลับไปที่ค่าแรงดันไฟฟ้าแบบลอยตัวจากนั้นสังเกตการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ที่ล้าหลังหากแรงดันไฟฟ้ายังไม่เข้าที่ ชาร์จอีกครั้งหลังจากผ่านไปสองสัปดาห์ ภายใต้สถานการณ์ปกติแรงดันไฟฟ้าของก้อนแบตเตอรี่ใหม่มีแนวโน้มที่จะเท่าเดิมหลังจาก 6 เดือนของการลอยตัวและการชาร์จที่เท่ากัน กระแสการชาร์จที่ทำให้เท่าเทียมกันโดยทั่วไปคือ 0.3C หรือน้อยกว่า 0.3C เล็กน้อย สำหรับแบตเตอรี่ที่มีแรงดันไฟฟ้า 12V โดยทั่วไปแรงดันไฟฟ้าในการชาร์จจะเท่ากับ 14.5V

เมื่อแบตเตอรี่ UpS พบสถานการณ์อย่างใดอย่างหนึ่งต่อไปนี้ในการใช้งานเพื่อที่จะเรียกคืนลักษณะการชาร์จและการคายประจุของแบตเตอรี่ควรใช้วิธีการชาร์จแบบสมดุลเพื่อแก้ปัญหา

1) การคายประจุมากเกินไปทำให้แรงดันขั้วของแบตเตอรี่ต่ำกว่าแรงดันไฟฟ้าที่ปล่อยให้แบตเตอรี่ได้รับอนุญาต สำหรับแบตเตอรี่กรดตะกั่วชนิด M ขนาด 12V แรงดันจุดสิ้นสุดของการคายประจุจะอยู่ที่ประมาณ 10.5V

2) ในชุดแบตเตอรี่ของ UPS ความต่างของแรงดันไฟฟ้าขั้วระหว่างเซลล์แบตเตอรี่เกินประมาณ 1V

3) แบตเตอรี่จัดเก็บที่ไม่ได้ใช้งานเป็นเวลานานและเกินเวลาจัดเก็บคงที่ สภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิปกติเวลาในการจัดเก็บคงที่ของแบตเตอรี่ UPS โดยทั่วไปคือ 9 เดือน เมื่ออุณหภูมิ 31-40 ℃เวลาในการจัดเก็บคงที่คือ 5 เดือน (รวมแบตเตอรี่ที่เพิ่งซื้อใหม่)

4) เปลี่ยนแบตเตอรี่ด้วยอิเล็กโทรไลต์

5) แบตเตอรี่ที่ไม่สามารถชาร์จได้ทันเวลาหลังการคายประจุ

6) การทำงานระยะยาวในสถานะลอยตัว (นั่นคือ UPS ทำงานในสถานะไฟหลักเป็นเวลานาน) และใช้เวลาในการจัดเก็บคงที่เกินเวลา

7) ปล่อยโดยไม่ตั้งใจและทำให้แรงดันขั้วแบตเตอรี่ต่ำกว่าแรงดันไฟฟ้าที่สิ้นสุด

สำหรับแบตเตอรี่ตะกั่วกรดที่ปิดผนึก NP6-12 แรงดันไฟฟ้าในการชาร์จแบบอีควอไลเซอร์จะอยู่ที่ประมาณ 14V และกระแสไฟชาร์จที่ปรับสมดุลได้สูงสุดที่อนุญาตคือน้อยกว่า 0.28C สำหรับแบตเตอรี่ตะกั่วกรดปิดผนึก LCL12V24P แรงดันไฟฟ้าในการชาร์จแบบอีควอไลเซอร์จะอยู่ที่ประมาณ 14V และการชาร์จแบบอีควอไลเซอร์สูงสุดที่อนุญาตกระแสไฟฟ้าน้อยกว่า 8A

(8) การชดเชยอุณหภูมิ แม้ว่าช่วงอุณหภูมิในการทำงานของแบตเตอรี่จะกว้างมาก แต่ก็สามารถทำงานได้ในช่วง -15 ~ +45℃ แต่อุณหภูมิโดยรอบที่ดีที่สุดสำหรับการทำงานของแบตเตอรี่คือประมาณ 25 ℃ หากอุณหภูมิโดยรอบเปลี่ยนแปลงไปมากจำเป็นต้องชดเชยค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิ (-3mV / ℃)

(9 การทำงานของการชาร์จโดยทั่วไปกระแสการชาร์จเริ่มต้นของแบตเตอรี่จะดำเนินการตามค่าที่ระบุในคู่มือหรือตามกระแสไฟฟ้า 1/10 ของความจุที่กำหนดระหว่างการชาร์จปกติที่ใช้งานอยู่ควรใช้ วิธีการชาร์จกระแสคงที่ตามลำดับชั้นนั่นคือในระยะเริ่มต้นของการชาร์จใช้กระแสไฟฟ้าที่ใหญ่ขึ้นหลังจากชาร์จไประยะหนึ่งแล้วให้เปลี่ยนเป็นกระแสไฟฟ้าที่น้อยลงสำหรับขั้นตอนการชาร์จในภายหลังให้เปลี่ยนไปใช้กระแสไฟฟ้าที่น้อยลง วิธีการชาร์จนี้มีประสิทธิภาพในการชาร์จที่สูงขึ้นต้องใช้เวลาในการชาร์จที่สั้นลงและผลการชาร์จก็ดีเป็นประโยชน์ในการยืดอายุแบตเตอรี่ UPS อัจฉริยะใหม่บางรุ่นใช้การตรวจสอบอัตโนมัติเป็นประจำและการชาร์จแบบวนรอบเพื่อชาร์จแบตเตอรี่เพื่อยืดอายุแบตเตอรี่ .

(10) ค่ารักษาและการปลดปล่อย สำหรับกระบวนการชาร์จและการคายประจุแบตเตอรี่" health" ของแบตเตอรี่แต่ละก้อนจะพิจารณาจากความสามารถในการคายประจุและค่าแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่แต่ละก้อนในกระบวนการของความสามารถในการคายประจุที่แตกต่างกันแสดงถึง" สุขภาพ" ของแบตเตอรี่ ควรใช้มาตรการแก้ไขสำหรับแบตเตอรี่ที่ผ่านการรับรอง

แรงดันไฟฟ้าต่ำของแบตเตอรี่ UPS บางตัวเกิดจากความเสียหายของวงจรไดรฟ์สุดท้ายของอินเวอร์เตอร์ UPS ซึ่งทำให้แบตเตอรี่หมด หากวงจรขัดข้องได้รับการซ่อมแซมควรเชื่อมต่อแบตเตอรี่เข้ากับวงจรเดิมเพื่อให้ชาร์จได้ทันเวลาและแบตเตอรี่จะยังคงดีเหมือนเดิม ปัญหาคือแบตเตอรี่ไฟตกไม่สามารถทำให้ UPS เริ่มทำงานได้สำเร็จ ในขณะนี้สามารถใช้วิธีแก้ไขปัญหาต่อไปนี้:

1) ก่อนอื่นให้ใช้แบตเตอรี่ที่ดีเพื่อสตาร์ท UPS ให้เข้าสู่สถานะไฟหลักจากนั้นถอดแบตเตอรี่ที่ดีออกและเปลี่ยนเป็นแบตเตอรี่แรงดันไฟฟ้าที่จะชาร์จ เมื่อเปลี่ยนแบตเตอรี่ต้องใช้ UpS เพื่อให้ทำงานได้โดยไม่ต้องโหลด โดยทั่วไปหลังจาก UpS เข้าสู่สถานะไฟหลักตราบใดที่ไฟเมนอินพุตยังคงอยู่ตามปกติการถอดแบตเตอรี่จะไม่ส่งผลต่อสถานะแหล่งจ่ายไฟหลัก เมื่อชาร์จแบตเตอรี่ที่มีแรงดันไฟฟ้าต่ำให้ใส่ใจกับกระแสไฟชาร์จของแบตเตอรี่

2) ชาร์จแบตเตอรี่ที่มีแรงดันไฟฟ้าต่ำเป็น 10.5V (เทียบกับแบตเตอรี่ 12V) ก่อนจากนั้น UPS จะเริ่มทำงานได้สำเร็จ

4. ข้อกำหนดในการปลดปล่อย

ความจุที่แท้จริงของแบตเตอรี่เกี่ยวข้องกับการปล่อยกระแส ยิ่งปล่อยกระแสไฟมากขึ้นประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ก็จะยิ่งลดลง เช่น,

เมื่อแบตเตอรี่ 12V / 24Ah มีกระแสจ่าย 0.4C เวลาในการจ่ายกระแสไฟฟ้าไปยังแรงดันไฟฟ้าสุดท้ายคือ 1 ชั่วโมง 50 นาทีความจุเอาต์พุตจริงคือ 17.6Ah และประสิทธิภาพคือ 73.3 [%] เมื่อกระแสที่ปล่อยออกมาเท่ากับ 7C เวลาในการจ่ายกระแสไฟฟ้าไปยังแรงดันไฟฟ้าสุดท้ายคือ 20 วินาทีเท่านั้นความจุเอาต์พุตจริงคือ 0.93Ah และประสิทธิภาพคือ 3.9 [%] ดังนั้นควรหลีกเลี่ยงการปล่อยกระแสไฟสูงเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ ในการออกแบบวงจรโดยทั่วไปและการเลือกโหลดของผู้ใช้จำเป็นต้องป้องกันกระแสไฟปล่อยอินเวอร์เตอร์แบตเตอรี่ของ UPS ไม่ให้เกิน 2C

ความลึกของการคายประจุยังมีผลอย่างมากต่ออายุการใช้งานของแบตเตอรี่ ยิ่งความลึกของการคายประจุแบตเตอรี่ลึกเท่าใดก็ยิ่งใช้รอบน้อยลงเท่านั้น แม้ว่าเขตของ UPS จะมีฟังก์ชั่นป้องกันแบตเตอรี่แรงดันไฟฟ้าต่ำโดยทั่วไปเมื่อแบตเตอรี่ก้อนเดียวหมดไปที่ประมาณ 10.5V (เทียบกับแบตเตอรี่ 12V) UpS จะปิดโดยอัตโนมัติ แต่ถ้า UPS อยู่ในสภาพที่มีการปล่อยกระแสไฟ หรือการคายประจุแบบไม่มีโหลดการคายประจุในปัจจุบันสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ได้ แต่เมื่อปล่อยด้วยกระแสไฟฟ้าที่น้อยมาก (น้อยกว่า 0.05C) เป็นเวลานานจะทำให้ความจุในการคายประจุที่แท้จริงของแบตเตอรี่เกิน ความจุที่ได้รับการจัดอันดับส่งผลให้แบตเตอรี่เกิดการคายประจุอย่างรุนแรง เมื่อความลึกของการคายประจุแบตเตอรี่อยู่ที่ 100 [%] อายุการใช้งานจริงของแบตเตอรี่จะอยู่ที่ประมาณ 200 ~ 250 รอบการชาร์จและการคายประจุ ความลึกของการปล่อยคือ 50 [/%]

เมื่อประมาณ 500 ~ 600 รอบการชาร์จและการคายประจุ ดังนั้นเมื่อใช้ UPS จึงจำเป็นต้องหลีกเลี่ยงการปล่อยกระแสเกินที่มีภาระหนักและ

หลีกเลี่ยงการปล่อยประจุไฟฟ้าเป็นเวลานานและการคายประจุแบตเตอรี่อย่างล้ำลึก นอกจากนี้ยังจำเป็นต้องหลีกเลี่ยงการลัดวงจรของแบตเตอรี่มิฉะนั้นจะทำให้ความสามารถในการชาร์จและความจุของแบตเตอรี่เสียหายอย่างร้ายแรงและทำให้อายุการใช้งานสั้นลง ในการใช้งานแบตเตอรี่จริงไม่ใช่คนแรกที่ติดตามเปอร์เซ็นต์ของความสามารถในการคายประจุ แต่เป็นการค้นหาและจัดการกับแบตเตอรี่ที่ล้าหลังจากนั้นทำการทดลองตรวจสอบการคายประจุหลังจากจัดการกับแบตเตอรี่ที่ล้าหลัง วิธีนี้สามารถป้องกันอุบัติเหตุและป้องกันไม่ให้แบตเตอรี่ย้อนกลับเสื่อมสภาพเป็นแบตเตอรี่ย้อนกลับระหว่างการคายประจุ