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高频开关通信电源对蓄电池的影响(二)

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4 合理管理的效果

根据以上的介绍分析，蓄电池的运行状况，受控于与之联接配套的直流配电模块整流和智能管理于一体化的高频开关电源。蓄电池在容量正常时，就是在网运行1～3年该充电方法是完全可行的。但是移动基站移动通信基站蓄电池时常处在频繁放电、深放电、过放电状态下及使用环境较恶劣，加上开关电源对蓄电池充电方式的技术的局限性。如蓄电池只有在完全放电的情况下才能够检测到其真实容量，而在正常使用情况下是无法检测到。开关电源所采集的蓄电池放电电压、放电电流以及放电时间，来实现简单的容量估算。另外，蓄电池在没有充电饱和的情况下放电，所计算出来的容量也不是真实容量。每次开关电源的均充电是根据电池组剩余容量、电池充电电流为依据，控制电池由浮充转入均充，以充电电流，充电时间为依据，控制电池再由均充转入浮充。在蓄电池容量下降后或出现硫化后以上的判断条件将无法满足充电要求。由于移动通信基站蓄电池日常充电维护管理主要靠开关电源设备，因此解决蓄电池容量下降问题更本出路在于开关电源充电问题。

在蓄电池组实际运行时，开关电源并不是对每个电池单独控制充电的，而是控制整组电池的充电电压。如要求单体浮充电压为2.25V时，对通信电源的24节电池组，则整组电池电压设为：24×2.25=54V;这时，由于电池生产过程中材料、工艺等非一致性，导致了单体电池性能参数的非一致性，每个单体电池并没有按理想设定的浮充电压(2.25V)在充电!虽然流过各单体电池的浮充电流是相同的，但由于电池组中各单体电池特性存在离散性，这个浮充电流对某些电池可能是过量的，对某些电池又是欠量的，而且这种过量和欠量又是动态的，在不同的使用环境(如温度影响)、使用年份(如充放电次数)等物理因素和蓄电池内部硫酸盐化进程等因素的作用下会发生不规则的变化，造成蓄电池单节的自放电率出现差异，导致保有容量出现差异，这种状况在现行的充电运行方式下是无法干预的。因此在达到现行的所谓电池充足标准下，各电池其实处于程度不等的"荷不满"。由于电池处于"荷不满"状态，试图用各种方法去检测其容量，也就变得毫无意义，因为电池单体处在不同的起跑线上。

图3记录了一组电池使用初期单体电池浮充电压的变化。

图3 一组蓄电池的电压变化

显然，单体电池浮充电压波动很大，高的超过了2.30V以上，低的在2.20V以下，这就为蓄电池的失效埋下了种子。

过高的浮充电压意味着对电池的过充，加速了正极板腐蚀并减少了电池寿命;这就会造成个别单体蓄电池长时间均浮充造成过量充电，其危害大致有正负极板有效物质的脱落、变形、增加电解液的损耗、干涸，过充电严重时易造成电池温度升高，自放电加速，外壳膨胀鼓包、变形等。

同样，过低的浮充电压意味着对电池的欠充，加速负极板腐蚀，也减少了电池寿命;并且同时会造成个别单体蓄电池充电不足，难以补充电池本身自放电，时间久了，即易形成极板硫酸化。

电池组中各单体电池电压会相互影响，产生更大的波动，加强了过充和欠充现象。

图4描述了充电电压与极板腐蚀速率的关系，显示了过高和过低的充电电压对极板腐蚀的影响。

图4 充电电压与腐蚀速度的关系

在对实际运行的蓄电池组浮充电压数据进行分析后，开关电源充电不足造成浮充电压的偏离现象是普遍存在的，特别是在网运行2～3年的蓄电池组。尽管理论和实践都证明，单体电池的浮充电压和电池容量没有相关性，但是浮充电压的离散度却和电池性能有相关性，通过放电测试验证了浮充电压长期偏离对容量的影响，尤其是浮充电压离散度更能表征对电池容量产生的影响。

图5中是兰州苦水移动基站一组蓄电池组中其中1#与7#电池的浮充电压与平均浮充电压的比较图，显然1#电池处于长期欠充电状态，7#电池处于长期过充电状态。