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(yīng)、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(diǎn),所以在通信電源領(lǐng)域具有非常廣泛的應(yīng)用前景。
8 鈦酸鋰電池組與開關(guān)電源配套使用
針對(duì)鈦酸鋰電池的特性,在基站直流開關(guān)電源設(shè)置時(shí),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(duì)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(shí)所需要的充電電壓(必須在通信設(shè)備供電電壓范圍內(nèi))。因?yàn)殡姵丶幢闶情L期處于均充電狀態(tài)下,由于自身的BMS保護(hù)功能,電池性能是不會(huì)發(fā)生改變的。
在安裝電池組時(shí),將該組電池進(jìn)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(xiǎn)上。
測試后,調(diào)整開關(guān)電源直流供電電壓與之對(duì)應(yīng),分別將該組電池接入系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)充電。此時(shí)開關(guān)電源充電壓設(shè)置為53.9V,充電電流限制為每組30A。同時(shí)為了防止電源監(jiān)控模塊損壞,模塊自主工作時(shí)充電電壓過高,將所有運(yùn)行的開關(guān)電源模塊進(jìn)行調(diào)整,調(diào)整后對(duì)該組電池組進(jìn)行補(bǔ)充電,隨著電池電壓升高,充電電流會(huì)相應(yīng)減小,當(dāng)每個(gè)-48V電池模塊電壓和開關(guān)電源的充電電壓非常接近時(shí),充電電流逐漸減小,隨后電池組的BMS系統(tǒng)進(jìn)行了保護(hù),充電系統(tǒng)通過每個(gè)模塊的BMS控制與電池?cái)嚅_,電池模塊充電完成。
電池靜止后進(jìn)行了放電試驗(yàn),采用0.1C10放電電流放電,即對(duì)電池單獨(dú)放電電流為30A。放電時(shí)間為10h,實(shí)驗(yàn)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(hù)中對(duì)鈦酸鋰電池組容量試驗(yàn)和核對(duì)放電實(shí)驗(yàn)
根據(jù)動(dòng)力維護(hù)規(guī)程,蓄電池組使用三年必須進(jìn)行容量試驗(yàn),使用六年后每年進(jìn)行一次容量試驗(yàn),準(zhǔn)確地監(jiān)測電池組的實(shí)際容量,確保在市電和電源設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí),蓄電池組能夠保障通信設(shè)備正常運(yùn)行的時(shí)間。
目前,通信基站配置兩組電池,開關(guān)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(dú)對(duì)電池做容量試驗(yàn)。具體試驗(yàn)方法如下:
(1)方法一:帶實(shí)際負(fù)荷的條件下進(jìn)行(或?qū)嶋H負(fù)荷加上假負(fù)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(duì)柴油發(fā)電機(jī)組進(jìn)行檢查,保障柴油發(fā)電機(jī)組運(yùn)行正常,同時(shí)針對(duì)直流供電系統(tǒng)的負(fù)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(jìn)行容量試驗(yàn)。實(shí)施電池容量試驗(yàn)時(shí),把開關(guān)電源的浮充電壓設(shè)定為46V,用BMS監(jiān)控電池組單體的電壓和保護(hù),同時(shí)用直流鉗型表檢測電池放電電流是否正確,以確保用電設(shè)備供電安全。利用自身的電池BMS系統(tǒng)對(duì)電池組進(jìn)行實(shí)時(shí)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(shè)備進(jìn)行
全在線充、放電智能設(shè)備能實(shí)現(xiàn)對(duì)一個(gè)直流供電系統(tǒng)并聯(lián)的兩組中的某一組電池進(jìn)行在線放電和充電,以恒定電流對(duì)實(shí)際負(fù)荷進(jìn)行在線放電至設(shè)定的截止電壓后,自動(dòng)恢復(fù)充電,所以整個(gè)放電和充電過程中,被測電池組始終在線,同時(shí)鈦酸鋰電池組的BMS系統(tǒng)也起到了對(duì)電池組的二次保護(hù)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(gè)系統(tǒng)上還有另一組電池時(shí)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(fēng)險(xiǎn)。全在線設(shè)備在連接電池組時(shí),只在正極進(jìn)行操作,而不用拆卸電池組負(fù)極到直流供電系統(tǒng)的電池組保險(xiǎn),防止了操作不當(dāng)而引起短路的風(fēng)險(xiǎn);電池組放電結(jié)束后,能自動(dòng)轉(zhuǎn)入充電恢復(fù)程序,不僅避免了離線容量試驗(yàn)時(shí)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(duì)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(shè)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(shí)際負(fù)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(shè)備對(duì)電池組放電方法達(dá)到了節(jié)能目的。
10 鈦酸鋰電池組的維護(hù)
(1)鈦酸鋰電池的運(yùn)行環(huán)境要求
根據(jù)電池對(duì)環(huán)境的要求,室溫不宜超過60℃;避免陽光對(duì)電池直射,朝陽窗戶應(yīng)作遮陽處理;確保電池組之間預(yù)留足夠的維護(hù)空間。
(2)鈦酸鋰電池使用注意事項(xiàng)
通過動(dòng)環(huán)集中監(jiān)控系統(tǒng)與BMS實(shí)時(shí)對(duì)電池組的總電壓、電流、單體電壓、SOC、SOH、溫度進(jìn)行監(jiān)測。同時(shí),通過電池監(jiān)測裝置了解電池充放電曲線及性能,定期進(jìn)行測量,發(fā)現(xiàn)故障及時(shí)處理。
(3)鈦酸鋰組經(jīng)常檢查的項(xiàng)目
應(yīng)經(jīng)常檢查電池模塊的極柱連接線(條)是否松動(dòng);是否有損傷、變形或腐蝕等現(xiàn)象;連接處有無松動(dòng),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(hù)裝置的動(dòng)作是否可靠;對(duì)電池組的輸出保險(xiǎn)溫升檢查和信號(hào)保險(xiǎn)進(jìn)行告警實(shí)驗(yàn)。根據(jù)廠家提供的技術(shù)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(guān)電源對(duì)電池組間歇充電時(shí)的充電電流是否在要求的范圍內(nèi)。檢測開關(guān)電源供電系統(tǒng)對(duì)電池組的充電電壓和限流值的設(shè)置是否正確。
(4)鈦酸鋰電池組正常運(yùn)行的電壓要求
鈦酸鋰間歇式充電壓一般設(shè)置為單體電池:2.45～2.55V,也是鈦酸鋰電池組運(yùn)行在最佳的工作狀態(tài)下。開關(guān)電源設(shè)置穩(wěn)定工作電壓為53.9～56.1V。廠家技術(shù)說明書有特殊要求的,以廠家電池說明書為準(zhǔn),但必須滿足通信直流電源-48V寬電壓供電電壓的維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)要求。
11 結(jié)束語
鈦酸鋰電池的性能測試、容量試驗(yàn)和現(xiàn)場安裝,日前在某地順利完成。驗(yàn)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。
