科士達(dá)蓄電池在線充放電測(cè)試系統(tǒng)操作流程
北京金業(yè)順達(dá)科技有限公司
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技術(shù)介紹
在所有信息化、自動(dòng)化程度不斷提高的運(yùn)行設(shè)備、運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中,不間斷供電是一個(gè)最基礎(chǔ)的保障.而無論是交流還是直流的不間斷供電系統(tǒng)，科士達(dá)蓄電池作為備用電源在系統(tǒng)中起著極其重要的作用。平時(shí)科士達(dá)蓄電池處于浮充備用狀態(tài)，一旦交流電失電或其它事故狀態(tài)下，科士達(dá)蓄電池則成為負(fù)荷的唯一能源供給者。
我們知道,科士達(dá)蓄電池除了正常的使用壽命周期外，由于蓄電池本身的質(zhì)量如材料、結(jié)構(gòu)、工藝的缺陷及使用不當(dāng)?shù)葐栴}導(dǎo)致一些蓄電池早期失效的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。為了檢驗(yàn)蓄電池組的可備用時(shí)間及實(shí)際容量，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，根據(jù)電源系統(tǒng)的維護(hù)規(guī)程,需要定期或按需適時(shí)的對(duì)蓄電池組進(jìn)行容量的核對(duì)性放電測(cè)試,以早期發(fā)現(xiàn)個(gè)別的失效或接近失效的單體電池予以更換,保證整組電池的有效性;或者對(duì)整組電池的預(yù)期壽命作出評(píng)估.
操作優(yōu)勢(shì)
本次測(cè)試可在蓄電池在線狀態(tài)下,作為放電負(fù)載,通過連續(xù)調(diào)控放電電流，實(shí)現(xiàn)設(shè)定值的恒流放電。在放電時(shí)，當(dāng)蓄電組端電壓或單體電壓,跌至設(shè)定下限值、或設(shè)定的放電時(shí)間到、或設(shè)定的放電容量到,儀器自動(dòng)停止放電,并記錄下所有有價(jià)值的、連續(xù)的過程實(shí)時(shí)數(shù)據(jù).
適用范圍
本試驗(yàn)可使用于24V、48V、72V、110V、220V、480V、600V等系列的蓄電池組。
蓄電池測(cè)量原理
由于蓄電池電化學(xué)反應(yīng)的復(fù)雜性，以及各種材料、結(jié)構(gòu)、制造工藝及使用環(huán)境的不同，致使不同廠家蓄電池的特性存在較大差異，即使同一廠家生產(chǎn)的蓄電池,其單體特性也會(huì)有一定的離散性.迄今為止，世界上尚沒有一種簡(jiǎn)單有效的方法能夠?qū)﹄姵匦阅苓M(jìn)行快速準(zhǔn)確的判定。蓄電池性能的檢測(cè)和失效預(yù)測(cè)，仍是一個(gè)很復(fù)雜的電化學(xué)測(cè)量難題。
曾在電力、通信、金融、交通等行業(yè)中大量使用的固定式隔酸防爆鉛酸蓄電池，可通過測(cè)量端電壓、查看電解液密度、液位、溫度等了解電池狀態(tài)。然而，閥控式鉛酸蓄電池的密封、貧液式設(shè)計(jì)，使得我們很難掌握其健康狀況，隔酸防爆蓄電池的檢測(cè)維護(hù)手段已不再適用于閥控式蓄電池，這正是當(dāng)前蓄電池運(yùn)行管理的缺憾和難點(diǎn)。
目前，常用的檢測(cè)方法為平時(shí)測(cè)量電池的端電壓和每年進(jìn)行核對(duì)性放電容量測(cè)試。我們認(rèn)為：
1、蓄電池浮充狀態(tài)下的端電壓與容量無對(duì)應(yīng)關(guān)系.
我們知道，即使性能很差的蓄電池在浮充狀態(tài)下也可能測(cè)得合格的電壓。因此,平時(shí)處于浮充狀態(tài)下的端電壓是不能真實(shí)反映蓄電池性能的.
2、全容量放電測(cè)試仍為測(cè)試蓄電池組實(shí)際容量最為準(zhǔn)確有效的方法.
我們知道，蓄電池組的容量等于該組蓄電池中性能最差的那節(jié)蓄電池的容量。因此，對(duì)蓄電池組的檢測(cè)可轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)落后電池的檢測(cè)，找出落后電池并測(cè)得該電池的容量即可得到電池組的容量。
對(duì)蓄電池組以規(guī)定的恒定電流進(jìn)行放電，同時(shí)監(jiān)測(cè)每一節(jié)蓄電池的電壓，當(dāng)其中任何一節(jié)電池的電壓跌到終止電壓時(shí)，所放出的容量即為該蓄電池組的實(shí)際容量。該方法真實(shí)準(zhǔn)確。
同時(shí),我們知道,蓄電池具有如下的放電曲線：
從蓄電池的放電曲線，可以看出：
1、相同的放電曲線反映了相同的電池性能。對(duì)同一廠家、相同配方和生產(chǎn)工藝的同規(guī)格蓄電池其特性曲線是一樣的（暫不考慮生產(chǎn)中的離散性）。
2、同為一組的各單體電池由于容量不同，將遵循不同放電率的放電曲線。對(duì)蓄電池組進(jìn)行放電時(shí)，各單體電池由于容量不同，而放電電流相同，因此各自是在以不同的放電率進(jìn)行放電，顯然在放電時(shí)將遵循不同放電率的放電曲線。
恒流原理
測(cè)試儀的放電回路采用在中央處理器控制下的PWM控制技術(shù),使得功率回路能夠精準(zhǔn)的在設(shè)定的放電電流下工作.
恒功率原理
由功率等于電壓乘以電流，通過設(shè)置功率和實(shí)時(shí)采集電壓計(jì)算出輸出電流，采用中央處理器控制下的PWM技術(shù)，實(shí)時(shí)精確控制電流來實(shí)現(xiàn)控制功率。所以放電過程中的電壓下降會(huì)導(dǎo)致電流的升高。
測(cè)試儀與電池組連接
選擇“在線放電方式”時(shí)，首先將放電導(dǎo)線的快速接頭按顏色對(duì)應(yīng)插入測(cè)試儀的快速插座對(duì)接（一黑為負(fù)、一紅為電池正極、一紅為系統(tǒng)正極），然后將放電導(dǎo)線另一端分別與電池組兩端連接及系統(tǒng)正極（紅正黑負(fù)，下面附圖做說明）,儀器配有電池夾供連接.
1#線纜：接入電池組和系統(tǒng)負(fù)極，
2#線纜：接入電池組正極，
3#線纜：接入系統(tǒng)正極，
注：電池組正極需與系統(tǒng)正極脫離，如果連入系統(tǒng)的有兩根電纜，另外一根需用電工膠布包好懸空。連接好后的電路示意圖如下：這樣就可以保證測(cè)試電池組在整個(gè)過程中都處于在線狀態(tài)。
4.3.2 將單體電池檢測(cè)模塊的檢測(cè)線接入電池單體，連接示意如下：
模塊有四根黃線，一根黑線，一根紅線；黃線按線的長(zhǎng)短區(qū)分順序，最長(zhǎng)的夾在每4個(gè)的第一個(gè)單體的正極，其他的按順序接上，黑色的夾在每4個(gè)的第四個(gè)單體的負(fù)極，紅色線跟最長(zhǎng)黃線夾在一位置，確保按順序接好；（紅黑線是模塊取電，取電電壓范圍：5V-24V）
4.3.3 需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，可通過連接<RS232>接入到PC機(jī).
4.3.4接上工作電源，開機(jī)。按提示進(jìn)行下一步。
4.4 操作界面說明
根據(jù)界面的功能提示選擇操作，為觸摸屏操作。
4.5 設(shè)備啟動(dòng)與參數(shù)預(yù)置
4.5.1
打開電源開關(guān)。
4.5.2.在開機(jī)界面狀態(tài)下按任意鍵進(jìn)入主菜單，若10秒鐘沒有檢測(cè)到任何按鍵直接進(jìn)入主菜單:
選擇對(duì)應(yīng)的功能進(jìn)入子菜單,以綠色顯示的項(xiàng)目的表示當(dāng)前選擇對(duì)象.
4.5.3在主菜單下選擇系統(tǒng)設(shè)置項(xiàng)并按確認(rèn)鍵進(jìn)入系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置菜單:
該系統(tǒng)設(shè)置正常情況下只修改日期時(shí)間，其他不做修改，保持出廠設(shè)置。
4.5.4在主菜單下選擇參數(shù)預(yù)置項(xiàng),并按確認(rèn)鍵進(jìn)入放電參數(shù)預(yù)置菜單:
本儀器最多可以預(yù)置參數(shù)8組，選擇左下角“預(yù)置”切換預(yù)置的組數(shù)，如按兩下后，上方會(huì)顯示為“預(yù)置參數(shù)：3/8”，表示預(yù)置第三組參數(shù)。
按右上角的“修改”后顯示為“選擇”，就可以對(duì)各參數(shù)進(jìn)行修改。
以白色顯示的表示當(dāng)前修改的項(xiàng)目，按“+”或“-”對(duì)參數(shù)進(jìn)行修改；設(shè)置標(biāo)稱容量和放電小時(shí)率后，預(yù)放電流會(huì)自動(dòng)隨著更改；其他參數(shù)根據(jù)維護(hù)規(guī)程進(jìn)行設(shè)置修改，所有參數(shù)設(shè)置完后，必須選擇“應(yīng)用”才會(huì)對(duì)該預(yù)置參數(shù)進(jìn)行保存。
4.6 放電執(zhí)行與監(jiān)視
4.6.1 在主菜單下選擇查看單體項(xiàng)查看是否都檢測(cè)到每個(gè)測(cè)試單體電池.
（可以數(shù)字和柱狀圖兩種形式查看）
4.6.2 在主菜單下選擇放電測(cè)試項(xiàng)，進(jìn)入選擇放電模式(如下圖):
在線放電：測(cè)試電池組保持實(shí)時(shí)在線，放電過程中市電中斷，測(cè)試電池組容量會(huì)供往實(shí)際負(fù)載
離線放電：與傳統(tǒng)離線放電方式一樣，整組測(cè)試電池組脫離系統(tǒng)
4.7 在線放電方式
選擇在線放電項(xiàng)進(jìn)行放電參數(shù)的確認(rèn)與執(zhí)行放電.
a.調(diào)用預(yù)置參數(shù)：按下方的預(yù)置，會(huì)在“預(yù)置1-預(yù)置8”之間進(jìn)行切換；
b.修改參數(shù)：進(jìn)一步修改參數(shù)，按右上方的“修改”后移動(dòng)選擇，修改對(duì)應(yīng)的參數(shù)（如放電模式修改）；
c.停電處理方式：“停止放電”表示停止假負(fù)載的放電，只消耗系統(tǒng)所需要的電流；“繼續(xù)放電”表示在提供實(shí)際系統(tǒng)消耗的同時(shí)，假負(fù)載還在放電；
例：電池組以125A進(jìn)行放電測(cè)試，該系統(tǒng)工作電流為60A，此時(shí)停電了，在兩種模式下儀器工作情況如下：
“停止放電方式”：負(fù)載停止放電，電池組只放出系統(tǒng)工作所需要的60A電流；
“繼續(xù)放電方式”：電池組仍然放出125A電流，實(shí)際系統(tǒng)消耗60A，儀器內(nèi)置假負(fù)載消耗65A電流；
注: 需要時(shí)按“暫�！辨I可以暫停放電功能（對(duì)應(yīng)液晶屏底部的狀態(tài)顯示）.
4.7.2 查看單體，選擇下方的“單體”，可查看放電過程的實(shí)時(shí)單體數(shù)據(jù)，以數(shù)字和柱狀圖的形式顯示，最高和最低電壓?jiǎn)误w以顏色區(qū)分；
4.7.3 參數(shù)修改；放電過程中如需要修改參數(shù)，選擇右下方的“參數(shù)”，進(jìn)入修改參數(shù)；
4.7.4 任一放電終止條件滿足,則放電終止.
4.7.5 等待1分鐘后自動(dòng)轉(zhuǎn)入充電狀態(tài).
當(dāng)電池組電壓與在線電壓壓差基本消除后，會(huì)提示充電完成。在充電過程仍然可以保證電池組在線，市電中斷了也可以給系統(tǒng)供電。充電過程可查看單體信息。
4.8 離線放電方式
從上圖可看出，離線放電時(shí)的接線方式與在線放電方式有區(qū)別；接線方式與傳統(tǒng)的離線放電時(shí)一樣的，只要接正負(fù)極兩根線，儀表上的第三根線，即系統(tǒng)正極限不連接；
4.8.1 放電模式
選擇為離線放電
其他參數(shù)設(shè)置與操作與在線放電時(shí)基本相同，這里就不重復(fù)說明；
4.8.2 任一放電終止條件滿足,則放電終止，不轉(zhuǎn)入充電模式；放電結(jié)束；
4.9 數(shù)據(jù)處理
4.9.1 在主菜單下,選擇數(shù)據(jù)管理進(jìn)行放電和充電數(shù)據(jù)的讀取:
每組測(cè)試數(shù)據(jù)會(huì)顯示數(shù)據(jù)類型（放電或充電），以及測(cè)試參數(shù)和停機(jī)原因；
將U盤插入面板上USB口.可以將對(duì)應(yīng)的放電數(shù)據(jù)和充電數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存至U盤.
其它操作提示菜單這里不再介紹,請(qǐng)用戶根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)及屏幕提示內(nèi)容進(jìn)行操作.
5.通信故障模塊修改配置
備注：當(dāng)客戶現(xiàn)場(chǎng)接收不到單體信號(hào)，而模塊電源燈是亮的；可采用以下方式嘗試修改；
1． 將模塊負(fù)極黑色線取下，再接上去，觀察在接上去瞬間，通信燈是否會(huì)閃一下，如果不會(huì)閃，那么該模塊故障，現(xiàn)場(chǎng)無法解決，如果通信燈會(huì)閃一下，則按以下步驟；
2． 將模塊取下，打開模塊的盒子；
3． 按住模塊內(nèi)部的小按鈕，再將模塊按正常接法接在電池上，此時(shí)電源燈和通信燈都常亮；
4． 等待約10秒，再松開，（安全起見，可將模塊下電后再接上），將模塊接好；（這樣實(shí)現(xiàn)模塊地址歸為0號(hào)地址）；
5． 回到主機(jī)，選擇“系統(tǒng)設(shè)置”；光標(biāo)選擇到“模塊地址配置”；選擇對(duì)應(yīng)的模塊地址編號(hào)；
6.選擇右下角“配置”，界面會(huì)提示是否配置成功，如未成功則重新操作以上步驟，若成功則進(jìn)入單體查看，等待幾秒后會(huì)出現(xiàn)對(duì)應(yīng)單體電壓，如果不會(huì)顯示，且通信仍不閃，那么該模塊在現(xiàn)場(chǎng)就無法現(xiàn)場(chǎng)修改，發(fā)回公司維修。
使用注意事項(xiàng)
1.為保證本系統(tǒng)可靠運(yùn)行及發(fā)揮最大效能，在操作前請(qǐng)務(wù)必仔細(xì)閱讀本說明書,建議接受本公司的培訓(xùn)與指導(dǎo)。
2. 在放電測(cè)試過程中，建議操作人員不要離開現(xiàn)場(chǎng)。
3.本儀器規(guī)格與電池組電壓等級(jí)對(duì)應(yīng)，請(qǐng)勿錯(cuò)用，否則將導(dǎo)致儀器損壞。
4.如發(fā)生過熱、過流或器件損壞，儀器將發(fā)出故障報(bào)警。請(qǐng)停機(jī)檢查，避免故障擴(kuò)大,并與本公司聯(lián)系。如因過熱引發(fā)保護(hù)，則請(qǐng)稍后再開機(jī)，并注意降溫。
5.用戶訂貨時(shí)，請(qǐng)注明產(chǎn)品型號(hào)及所需配件。如有特殊要求，本公司也可為用戶專門設(shè)計(jì)定制。
科士達(dá)蓄電池液耗損終止電壓使用溫度要求
如果正確地充電，鋰離子科士達(dá)蓄電池應(yīng)不產(chǎn)生氣體以致出現(xiàn)排氣的問題。但是鋰離子電池在某些條件下也會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部壓力。某些電池內(nèi)部配置--電路開關(guān)，當(dāng)電池壓力達(dá)到某個(gè)臨界值時(shí)，該開關(guān)可切斷電流。另外有些電池則設(shè)計(jì)成一種可控的方式或打開安全隔膜以釋放氣體。但在其使用壽命期間會(huì)損失一些電解液，特別是如果由于粗心不適當(dāng)充電產(chǎn)生過大的氣體壓力以致出現(xiàn)氣體排放。
科士達(dá)蓄電池放電終止的依據(jù)是蓄電池的端電壓，即單體蓄電池的終止電壓約為1.80V。但是蓄電池的端電壓與正、負(fù)極的3種極化密切相關(guān)，終止電壓1.80V/單格是針對(duì)0.1C10左右的放電速率而設(shè)置的。由于不同的環(huán)境溫度會(huì)極大的影響蓄電池中電解液的冰點(diǎn)和活性物質(zhì)的活性，為保證化學(xué)反應(yīng)的充分進(jìn)行，科士達(dá)蓄電池最低溫度最好控制在25℃左右。
通常的科士達(dá)蓄電池室溫或成組溫度都局限于某幾點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中，我們?cè)l(fā)現(xiàn)在某用戶的蓄電池組，同時(shí)有6只蓄電池的溫度出現(xiàn)低溫報(bào)警，但動(dòng)環(huán)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中室溫為18度，一切正常，經(jīng)過對(duì)報(bào)警的蓄電池實(shí)際檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)這6只蓄電池的分別安裝在靠近電池室的兩個(gè)排風(fēng)口，由于電池室的排風(fēng)口的保溫層破損以及管路上的故障，所以單體蓄電池的溫度測(cè)試可以盡早發(fā)出預(yù)警信號(hào)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，合理地設(shè)計(jì)和分配蓄電池的布局，有效地利用蓄電池的容量.
閥控式密封鉛酸蓄電池使用說明
1. 蓄電池已充足電出廠，蓄電池宜在20℃-25℃環(huán)境中使用，并采用正確的充、放電方式，否則將影響電池的使用壽命。
2. 充電時(shí)，將電池正、負(fù)極接到充電器對(duì)應(yīng)的正、負(fù)極輸出端，并采用恒壓限流充電方式。對(duì)于循環(huán)使用和浮充使用，其充電電壓規(guī)定如下（25℃）：
3. 蓄電池在安裝連接時(shí)，應(yīng)根據(jù)充電電流大小選擇線徑合適的導(dǎo)線（請(qǐng)查閱有關(guān)電工手冊(cè)）電池正、負(fù)極端子必須連接緊固，確保接觸良好，避免發(fā)生斷路、發(fā)熱、打火等情況。
