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在UPS中,电池充电器是一个非常重要的组成部分,电池_回收UPS电源_的充电条件对电池寿命影响很大。

2021/5/10 16:57:31      点击:554

   让UPS使用同一种电池技术,不同厂家的电池寿命差别很大,这对用户来说很重要,因为更换电池的成本很高(UPS售价的30%)。电池组故障会降低系统的可靠性,是很烦人的事。


电池组温度影响电池可靠性

       电池自然老化过程受温度影响较大。BUV27具体的实验数据显示,每升5摄氏度的温度会使电池寿命减少10%,因此UPS应该设计成使电池温度尽可能低。全部联机和备用/联机混合UPS比备用或联机互动式UPS发热量更高(因此前者需要安装风扇),这是备用或联机互动式UPS电池更换周期更长的重要原因。由于APCUPS电池的温度被降低到最小,因此可以更好地满足系统的可靠性要求。
在去年年底更新电池立法之后,欧盟最近发布了新的电池法规提案细则,旨在取代目前的电池指令,使电池行业的监管从指令变为法规。

      据欧盟网站介绍,该新电池法规(2020/353)的提案长达100页,包括79条规则、14个附件和约30条二级立法,这是欧盟委员会首次为具体行业和产品制定立法,也是欧洲绿色协议应对气候变化和促进可持续发展的关键环节。

据高工锂电了解,新电池法规(2020/353)提议对欧洲电池产业链进行更全面的监管,包括引入碳排放、原材料供需、可重复使用原材料使用率等具体的环境法规,同时要求在2024年7月1日起,只有已经有碳足迹报告的充电工业和电动车电池才能投放市场。

另外,欧盟今后只允许符合欧盟相关标准的产品在欧洲境内流通,其最终目标是成为国际电池行业标准,即欧盟电池标准。

         欧洲在新能源汽车,尤其是动力电池方面长期以来一直落后于亚洲,而随着电动化进程的加快,欧盟电池产业链上的短板开始显露出来,这也迫使其加快立法步伐,以促进电池产业的可持续发展。

许多业内人士向高工锂电指出,该法案对于碳排放、原材料供需、原材料再利用比例等方面的具体环保规定,以及对于碳足迹的明确要求,一旦落地实施,可能对包括韩国、中国、日本等在内的亚洲电池产业链产生一定影响。

特别是对于在这一领域投资仍不大的中国产业链企业来说,如果想要考虑欧洲及全球化布局,就必须提前布局。

         另外,据德国媒体报道,欧盟还计划在法律条款中规定对进入欧盟市场的电池的最低回收限额,从2027年起,电动汽车中的电池需要申报其回收的钴、铅、锂和镍的数量,预计从2030年起,最低回收限额将正式实施,钴建议限额为12%,铅为85%,锂和镍建议限额为4%,从2032年起,钴、锂和镍的限额将分别提高到20%、10%和12%。

电瓶的设计影响电瓶的可靠性。

在恒压或“浮充”的情况下,电池的充放电状态对UPS电池的寿命影响最大。实际上,充电状态的电池寿命要比单纯的存储状态长得多。由于充电可以延缓电池的自然老化过程,所以UPS无论在运行或停机时都应该让电池继续充电。

全部APCUPS无论运行或停机状态电池都处于充电状态,市场上许多UPS没有此功能。尽管这个特性增加了UPS的成本,但是考虑到更换电池的成本,UPS的总体使用成本就会降低。

         蓄电池电压影响蓄电池可靠性

电池组由单个“原电池”组成,每个原电池的电压约为2伏特,当原电池串联时,可形成电压较高的电池组;12伏特的电池组由6个原电池组成,24伏特的电池组由12个原电池组成等等。当UPS的电池充电时,每一个串联的原电池都要充电。如果原电池的性能稍有不同,就会导致一些原电池的充电电压高于其他的,这部分电池会提前老化。当某一电池串联时,当某一电池性能下降时,整个电池性能也会下降。实验表明,串联的原电池数目与电池寿命有关,电池电压越高,老化越快。

          在UPS容量一定的情况下,设计时应尽量让电池电压最小,这样UPS电池的寿命就越长,在电池电压一定的情况下,应选择串联数较少的高原电池,而不是串联数较多的原电池。一些厂家使用UPS的电池电压比较高,这是因为在一定容量情况下,电压越高,电流越小,UPS可以选择更细的导线和功率更小的半导体,从而降低UPS成本。在UPS中,容量约1KVA的电池电压通常是24~96V。像Smart-UPS1250电池这样的容量级APCUPS选择了最低的24V电压。

相对来说,APCUPS较低的电池电压延长了电池寿命,其电池寿命为3~5年,而有的UPS电池一般只能使用1年!换电池的成本在UPS十年使用期内比UPS本身的售价高出两倍!尽管这种UPS的设计相对简单,而且成本较低,但是“潜在的”更换电池是非常昂贵的。

电池纹波电流影响电池组的可靠性

理论上,为了延长UPS电池的使用寿命,应该使电池全部处于“浮充”或恒压充状态。充满电的电池会吸收极小的充电器电流,即所谓的“浮流”或“自放电”电流。虽然电池制造商非常建议,但一些UPS(大量在线式)的设计却使电池承受额外的小电流,即所谓的纹波电流。根据能量守恒原理,当电池连续向逆变器供电时,就会产生纹波电流,逆变器根据能量守恒原则,必须输入直流电产生交流输出。这种电池形成一个小的充放电周期,其充放电电流频率是UPS输出频率(50或60Hz)的两倍。

一般备用型、APC在线交互型或备用型/铁磁型UPS没有纹波电流,根据不同的设计方法,其他设计UPS会产生不同大小的纹波电流。只需查看UPS的结构图,就可以知道UPS是否会产生纹波电流。

若联机式UPS的电池位于充电器和逆变器之间,则电池会产生纹波电流,一般称为“双变换”UPS。

若使用截止二极管、继电器、变换器或整流器将电池与逆变器隔离,则电池将无纹波电流。这个设计的UPS当然不会总是“联机”,因此这个UPS被称为“混合备份/联机”UPS。
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