鈦酸鋰電池具有體積小、重量輕、能量密度高、密封性能好、無泄露、無記憶效應、自放電率低、充放電迅速、循環(huán)壽命超長、工作環(huán)境溫度范圍寬、安全穩(wěn)定綠色環(huán)保等特點,所以在通信電源領域具有非常廣泛的應用前景。
8 鈦酸鋰電池組與開關電源配套使用
針對鈦酸鋰電池的特性,在基站直流開關電源設置時,只須把浮充電壓和均充電壓調(diào)整到該電池組所需要的充電電壓53.9V即可。這里需要特別說明的是,相對于密封閥控鉛酸電池而言,鈦酸鋰電池的充電過程并不是浮充加均充的工作模式,只需滿足電池充電時所需要的充電電壓(必須在通信設備供電電壓范圍內(nèi))。因為電池即便是長期處于均充電狀態(tài)下,由于自身的BMS保護功能,電池性能是不會發(fā)生改變的。
在安裝電池組時,將該組電池進行離線測試,測試充電前的開路電壓正常后,并接入直流屏配電電池保險上。
測試后,調(diào)整開關電源直流供電電壓與之對應,分別將該組電池接入系統(tǒng)進行補充電。此時開關電源充電壓設置為53.9V,充電電流限制為每組30A。同時為了防止電源監(jiān)控模塊損壞,模塊自主工作時充電電壓過高,將所有運行的開關電源模塊進行調(diào)整,調(diào)整后對該組電池組進行補充電,隨著電池電壓升高,充電電流會相應減小,當每個-48V電池模塊電壓和開關電源的充電電壓非常接近時,充電電流逐漸減小,隨后電池組的BMS系統(tǒng)進行了保護,充電系統(tǒng)通過每個模塊的BMS控制與電池斷開,電池模塊充電完成。
電池靜止后進行了放電試驗,采用0.1C10放電電流放電,即對電池單獨放電電流為30A。放電時間為10h,實驗后該電池放出容量為300Ah,電池組放出了額定容量的100%,所以電池組放出的容量完全滿足額定容量的要求。
9 維護中對鈦酸鋰電池組容量試驗和核對放電實驗
根據(jù)動力維護規(guī)程,蓄電池組使用三年必須進行容量試驗,使用六年后每年進行一次容量試驗,準確地監(jiān)測電池組的實際容量,確保在市電和電源設備出現(xiàn)故障時,蓄電池組能夠保障通信設備正常運行的時間。
目前,通信基站配置兩組電池,開關電源與鈦酸鋰電池組為并聯(lián)間歇充電方式,所以,電池組無法脫離供電系統(tǒng),無法單獨對電池做容量試驗。具體試驗方法如下:
(1)方法一:帶實際負荷的條件下進行(或?qū)嶋H負荷加上假負載)
為確保在這種情況下直流供電系統(tǒng)安全可靠的供電,對柴油發(fā)電機組進行檢查,保障柴油發(fā)電機組運行正常,同時針對直流供電系統(tǒng)的負荷情況,確定電池組的放電倍率,符合3h率、5h率或10h率放電,最好環(huán)境溫度為25℃左右,按10h率進行容量試驗。實施電池容量試驗時,把開關電源的浮充電壓設定為46V,用BMS監(jiān)控電池組單體的電壓和保護,同時用直流鉗型表檢測電池放電電流是否正確,以確保用電設備供電安全。利用自身的電池BMS系統(tǒng)對電池組進行實時檢測數(shù)據(jù)并打印存檔。
(2)方法二:利用全在線充、放電智能設備進行
全在線充、放電智能設備能實現(xiàn)對一個直流供電系統(tǒng)并聯(lián)的兩組中的某一組電池進行在線放電和充電,以恒定電流對實際負荷進行在線放電至設定的截止電壓后,自動恢復充電,所以整個放電和充電過程中,被測電池組始終在線,同時鈦酸鋰電池組的BMS系統(tǒng)也起到了對電池組的二次保護功能。與離線放電有所不同的是,一旦市電中斷,該組電池還可以立即投入使用,而且整個系統(tǒng)上還有另一組電池時刻處于在線浮充備用狀態(tài),使用此種放電與傳統(tǒng)的離線放電相比,可以使系統(tǒng)有盡可能多的備份電池容量,最大限度地降低了放電過程中系統(tǒng)供電癱瘓風險。全在線設備在連接電池組時,只在正極進行操作,而不用拆卸電池組負極到直流供電系統(tǒng)的電池組保險,防止了操作不當而引起短路的風險;電池組放電結束后,能自動轉入充電恢復程序,不僅避免了離線容量試驗時電池組間因電壓差而造成的火花現(xiàn)象,而且還避免因另一組在線備用電池對該組電池的大電流反灌充電而破壞電池性能的發(fā)生。在線設備串聯(lián)單組電池的放電節(jié)能方式,是將電池組中的電能直接釋放到實際負載中,不像離線放電是將電能以熱量形式消耗,所以串聯(lián)在線設備對電池組放電方法達到了節(jié)能目的。
10 鈦酸鋰電池組的維護
(1)鈦酸鋰電池的運行環(huán)境要求
根據(jù)電池對環(huán)境的要求,室溫不宜超過60℃;避免陽光對電池直射,朝陽窗戶應作遮陽處理;確保電池組之間預留足夠的維護空間。
(2)鈦酸鋰電池使用注意事項
通過動環(huán)集中監(jiān)控系統(tǒng)與BMS實時對電池組的總電壓、電流、單體電壓、SOC、SOH、溫度進行監(jiān)測。同時,通過電池監(jiān)測裝置了解電池充放電曲線及性能,定期進行測量,發(fā)現(xiàn)故障及時處理。
(3)鈦酸鋰組經(jīng)常檢查的項目
應經(jīng)常檢查電池模塊的極柱連接線(條)是否松動;是否有損傷、變形或腐蝕等現(xiàn)象;連接處有無松動,電池模塊殼體有無損傷、滲漏和變形,電池及連接處溫升是否異常;BMS數(shù)據(jù)線接觸情況;電池組保護裝置的動作是否可靠;對電池組的輸出保險溫升檢查和信號保險進行告警實驗。根據(jù)廠家提供的技術參數(shù)和現(xiàn)場環(huán)境條件,通過BMS系統(tǒng)檢查電池組及單體電壓是否滿足要求,檢測開關電源對電池組間歇充電時的充電電流是否在要求的范圍內(nèi)。檢測開關電源供電系統(tǒng)對電池組的充電電壓和限流值的設置是否正確。
(4)鈦酸鋰電池組正常運行的電壓要求
鈦酸鋰間歇式充電壓一般設置為單體電池:2.45～2.55V,也是鈦酸鋰電池組運行在最佳的工作狀態(tài)下。開關電源設置穩(wěn)定工作電壓為53.9～56.1V。廠家技術說明書有特殊要求的,以廠家電池說明書為準,但必須滿足通信直流電源-48V寬電壓供電電壓的維護標準要求。
11 結束語
鈦酸鋰電池的性能測試、容量試驗和現(xiàn)場安裝,日前在某地順利完成。驗證了本文所述內(nèi)容的正確性。圖22為鈦酸鋰電池組的安裝現(xiàn)場。
