蓄电池维护策略研究

　　蓄电池维护策略研究

　　为了满足后端功率的放电要求、降低风险,大型数据中心通常采用串联2V高倍率阀控铅酸蓄电池全浮充供电方式。因标称电压低,导致蓄电池的数量远比12V电池要多,这对电池的维护造成了较大挑战。通过对单体电池安装电池监控单元来帮助监测电池状态能够有效的发现落后电池并减轻维护成本。针对电池的维护也是围绕这些情况进行合理化制定。

　　1.日常维护项目

　　全浮充供电方式电池绝大部分时间都处于浮充状态,因此日常的维护主要针对浮充状态下的电池相关参数和外观状态进行分析维护。包括浮充电压、内阻、温度、有无爬酸漏液等。日常维护的项目如表1所示。

　　每月对电池外观检查主要针对电池的壳体、连接条等可直接目视评估电池状态的维护。主要检查电池壳体有无变形、开裂、鼓胀、爬酸、漏液等情况,如图1所示。电池外观出现异常代表着电池内部的结构和化学物质已发生变化,易导致出现失火爆炸等风险。若发现电池壳体存在以上情况,应立即进行更换。电池连接条的维护主要检查连接螺栓、螺母力矩是否打紧,连接条是否存在氧化腐蚀。力矩未紧固会导致连接处接触不良,增加连接阻抗。尤其是高倍率电池放电功率较大易出现发热严重甚至连接条熔断情况。

　　安装单体电池监控单元来监测电池状态能有效提升电池维护效率。但随着使用时间的增长,会出现接头氧化、元器件损坏等情况,电池监控系统精度也会随着降低。因此定期对电池监控系统精度校准能够有效的避免因监控失效而导致的电池状态不明。每季度抽测25%电池监控进行精度校准,如图2所示,一年完成所有监控校准。权衡了维护成本和维护效果,利于准确的掌握电池的电压、内阻信息。

　　在大型数据中心中为避免个别电池出现紧急更换情况,通常在数据中心会存放一定数量的备用电池。对备用电池的维护也是电池维护的重要一环,因备用电池通常存放于库房中,内部的硫酸下沉,使极板上、下部产生电位差,引起自放电。每季度对电池进行一次开路电压、内阻的测量,并进行一次均充,以防止电池自放电硫化导致容量不可逆下降。

　　蓄电池在日常浮充或充放电状态下的参数设置需格外注意,应按照电池厂家给的建议进行设定,错误的充电参数会导致电池寿命下降或提前报废。有机房曾出现取消了电池浮充模式,采用定期对电池进行均充来维持电池的性能。因电池存在自放电现象加上电池监控从电池上取电导致电池长期处于亏电状态,运行2年就出现电池容量衰减严重现象。因此正确的充电参数设置对维持电池的良好健康运行尤为重要。一般的电池充电参数包括:充电电流上限、电池均充电压、电池浮充电压、均充触发电流、均充时间限制、均充延时限制、定期均充时间、温度补偿系数、浮充触发电流(均浮充转换条件)、电池容量设置。

　　电池监控可获取电池的状态,但大量的数据对电池性能分析造成一定阻碍。通过设置告警值来帮助及时发现异常电池,对状态较差的电池进行及时更换或激活,避免因单节电池出现故障影响整组电池的性能。通常对电池的状态监控包括了电压、电流、内阻、温度。根据电池厂家的建议对电池告警上下限进行合理设置。

　　2.放电维护项目

　　反应电池容量状况通常通过放电来进行评判,电压、内阻的异常也是对大量的实验数据积累,反应到容量和电压、内阻的关系,形成一个经验的判断逻辑。因此通过放电来掌握电池的性能状况是十分有效的。常规的放电维护为30%核对性放电测试,即以实际负荷对电池进行在线放电,放出额定容量的30%。但这种方式并不能准确的掌握电池的容量和放电性能。尤其是运行3-4年已处于生命中后期的电池而言。进行大电流80%深度放电测试能够确切的掌握电池全过程放电性能,检验电池在大电流冲击下的压降情况,有效排除电池开路风险。常对投运一年至两年的电池进行30%核对性放电测试。投运三至四年的电池每年抽50%进行80%深度放电测试,两年对所有电池进行80%深度放电测试。运行五年的电池进行全检80%深度放电测试。