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在双登蓄电池使用中,有时会出现新、旧蓄电池串联使用的现象,殊不知,这种做法会缩短蓄电池的使用寿命。因为新蓄电池内的化学反应物质较多,端电压较高,内阻较小(12V新蓄电池内阻只有0.015-0.018Ω);而旧蓄电池端电压较低,内阻较大(12V旧蓄电池的内阻在0.085Ω以上)。如果将新、旧蓄电池串联混用,那么在充电状态下,旧蓄电池两端的充电电压将**新蓄电池两端的充电电压,结果造成新蓄电池充电尚未充足而旧蓄电池充电早已过高;在放电状态下,由于新蓄电池的电荷容量比旧蓄电池的电荷容量大,结果造成旧蓄电池过量放电,甚至造成旧蓄电池反较。因 此对蓄电池决不能新、旧混用。 另外,不同电荷容量的蓄电池也不能串联混用,因为两种电荷容量不同的蓄电池串联使用时,往往会使电荷容量小的蓄电池过量充电或放电,缩短其使用寿命。
通信直流电源是基础电信设备,为通信主设备提供供电**。蓄电池组是通信直流电源系统中的重要组成部分,相当于备用电源,是通信直流电源系统的最后一道防线。
在电信业务的初期发展过程中,运营商对蓄电池关注较少,在交流停电时蓄电池能供电就可以了。近年来,电信运营领域的竞争加剧、愈演愈烈,运营商对蓄电池的使用寿命、维护工作量、TCO非常关注,要求越来越高。
随着通信网络的发展与技术进步,为了节省建设成本、加快建设周期,在城乡结合部、小城镇和农村地区,运营商往往不建设机房或者移动方舱,而是采用室外柜方案安置通信主设备及直流电源系统。近年来,**主流运营商的新建基站中,室外基站的比例逐年提高。对于低纬度及沙漠化的国家或地区(如南亚、非洲等),高温对室外基站的影响很大。室外基站一般处于偏远地区,电力**较差,尤其在发展中国家。室外基站经常面对高温、电网频繁停电的恶劣工作环境。通信直流电源系统的室外应用渐趋主流,蓄电池经常处于高温、电网频繁停电的恶劣应用环境。
蓄电池在恶劣应用环境下面临的问题
随着室外基站应用增多,恶劣应用环境下蓄电池故障逐渐凸显出来,如巴基斯坦、印度等南亚地区,既给运营商造成了经济损失又损害了运营商的客户满意度。针对在恶劣应用环境下蓄电池大量损坏,中兴通讯进行了广泛调研,深入了解蓄电池的应用场景,调查分析蓄电池故障原因。问题的关键不在蓄电池本身,问题出在室外蓄电池柜没有考虑对蓄电池进行高温防护。要想根本解决问题,必须提供蓄电池在室外恶劣环境下应用的综合解决方案。
室外蓄电池柜主动散热技术的对比分析
室外柜的散热方式有多种选择,哪种散热方式适合室外蓄电池柜呢?这要从蓄电池的产品特性说起。对于通信直流电源系统中的铅酸蓄电池,用户较关注的是使用寿命。影响铅酸蓄电池使用寿命的主要因素是环境温度和电网条件。
铅酸蓄电池的使用寿命与环境温度密切相关。环境温度越高,蓄电池的使用寿命越短。当环境温度**蓄电池设计寿命要求温度(25oC)时,温度每上升10oC,使用寿命缩短一半。
蓄电池的放电次数、放电深度直接影响蓄电池使用寿命。放电次数越多、放电深度越深,蓄电池的使用寿命越短。也就是说电网频繁停电会降低蓄电池的使用寿命。
对于室外基站,通常情况下运营商无力改善电网条件或者改善电网条件的成本太高、无法承受,所以我们从降低蓄电池的工作环境温度入手,来提高蓄电池的使用寿命。
室外柜的传统散热方式是风扇直通风或热交换器,但这两种方式都不能使柜内温度低于柜外的环境温度。对于高温地区(一般在40℃以上)的应用场景,需要通过主动散热,使室外蓄电池柜的柜内温度低于柜外的环境温度。中兴通讯突破常规,组合创新,把制冷部件引入了室外蓄电池柜。
通信主设备(如GSM、传输等)和直流电源的功率变化部分(整流器)在设备运行过程中都会发热,而蓄电池却不同。根据蓄电池充放电的电化学机理,蓄电池放电时不发热。正常充电时(不过充电)基本不发热。即蓄电池在正常使用过程中的发热量可以忽略,因此,室外蓄电池柜内没有热源,需要的制冷量小,据测算,通常情况下室外蓄电池柜只要200—400W的制冷量就够了。热电制冷(ThermoelectricCooler,即TEC)空调采用新兴的半导体制冷技术,对于室外蓄电池柜的应用场景,TEC空调和传统压缩机空调相比有很多优势:
(1)结构简单、可靠性高。整个制冷器由热电制冷模块和导线连接而成,不需要压缩机,没**械转动部件,因而无振动、无摩擦、无噪声。可靠性高、寿命长(在32℃环境下寿命大于100,000小时)。
(2)制冷不受交流停电影响。采用直流48V供电,在交流停电时由蓄电池给TEC空调供电,室外蓄电池柜内仍然可以实现制冷。
(3)制冷效率与制冷量。在大容量情况下,热电制冷的效率不及蒸气压缩式制冷。但是蒸气压缩式制冷机的效率随容量的减小而下降,且压缩机也不可能做得过小,而热电制冷的效率与容量大小无关,在冷量负荷小的应用领域具有优势。对于室外蓄电池柜应用场景(冷量负荷小),采用TEC空调是一个理想选择。
(4)体积小。特别适合室外柜安装。
(5)性价比。综合以上分析,室外蓄电池柜采用TEC空调,性价比高。
(6)维护方便。TEC空调不需要制冷剂循环、没有压缩机转动,定期关注一下防虫网不要被堵住即可,维护工作量很小。
(7)绿色环保。不用氟利昂制冷剂,对大气臭氧层无损害,绿色环保。
基于以上分析,可选用综合性能优于传统压缩机空调的TEC空调作为室外蓄电池柜的制冷部件。
高温防护能力良好的系列化TEC室外蓄电池柜
TEC室外蓄电池柜由TEC空调、柜体、隔热保温层等组成。为了满足安装不同容量和不同种类蓄电池需要,中兴通讯设计了系列TEC蓄电池柜。为了达到理想的降温效果,要求机柜具备良好的隔热效果,并对隔热棉进行了专业设计,尽量使用整张原材料而减少开孔和裁剪,隔热棉采用40mm厚度。与TEC模块一样采用IP55防护等级设计。
TEC蓄电池柜在产品设计时充分考虑制冷效果和产品可靠性,选用先进的制冷芯片,高可靠性的风扇,保温性良好的隔热棉。TEC蓄电池柜具备良好的高温防护能力。
综合解决方案提升蓄电池使用寿命并降低TCO
对于通信直流电源系统在恶劣应用环境下的室外应用,综合解决方案的要点是通过采用TEC空调大幅度提高室外蓄电池柜的高温防护能力,显着改善蓄电池的工作环境。采用TEC空调的室外蓄电池柜实验测试结果表明,在柜外环境温度40℃以上时,柜内温度比柜外温度低15℃,蓄电池工作在较佳使用温度范围内。采用TEC室外蓄电池柜和运营商现网的普通室外蓄电池柜相比,蓄电池的使用寿命提高了1.5倍,提高幅度非常大。
综合解决方案采用TEC室外蓄电池柜,在蓄电池柜上增加一些成本投入,获得了宝贵的高温防护能力,使蓄电池工作在较佳使用温度范围内,避免了因使用寿命过低造成的蓄电池成批更换,避免了现场成批更换蓄电池所需的蓄电池采购成本、相关运输费用和更换的人工费用,因此降低了运营商的运行维护成本。蓄电池使用寿命的大幅度提高有效**通信网络的安全可靠运行,显着改善运营商的客户满意度。因此采用综合解决方案在蓄电池使用寿命提升的同时,为运营商降低了TCO)。
应用实例与用户价值
综合解决方案已经在巴基斯坦实际应用。2010年5月中旬,TEC蓄电池柜运抵巴基斯坦某运营商室外基站,采用综合解决方案对该站的直流电源系统进行了现场改造。从测试结果看,在中午12:00至下午5:00之间的时间段,室外环境温度较高,较高达到45℃时,TEC蓄电池柜可以达到内外温差15℃的制冷效果。蓄电池柜内部温度可以控制在25℃—30℃之间,满足蓄电池较佳使用温度范围要求。
通过巴基斯坦某运营商室外站的直流电源系统现场改造,用户非常认可中兴通讯的综合解决方案,认为采用综合解决方案可以大幅度提高蓄电池在恶劣应用环境下的生存能力,显着减少蓄电池的维护工作量,可以有效降低室外站直流电源系统的综合TCO。
免保护铅酸蓄电池,望文生义较大的特色就是“免保护”。和铅酸蓄电池比它的电解液的消耗量十分小,在运用寿命内根本不需要弥补蒸馏水。它还具有耐震、耐高温、体积小、自放电小的特色。当然相对的,它的价格也会比铅酸蓄电池更贵。至于运用寿命,正常情况下免保护蓄电池的建议替换周期为3年左右,与铅酸蓄电池适当。
为了防止日常的保养和保护其排气体系的设计与铅酸蓄电池有着明显差异,因而从理论上来说并不需要常常增加蒸馏水或电解液。此外,免保护铅酸蓄电池的壳体一般都是封闭式的,除非有专业东西和技术,一般是无法自行检修的。
免保护铅酸蓄电池尽管称之为“免保护”,但也并非完**够放任不管。一般建议每3万公里查看一次蓄电池,每8万公里进行一次保养。不过能进行此番操作的4S店或维修厂少之又少,并且免保护蓄电池的运用寿命相对比较固定,正常运用状态下,2-3年也要进行替换了,并且没有什么能够延伸其运用寿命之道。
双登铅酸蓄电池 修改
界说:电极主要由铅及其氧化物制成,电解液是硫酸溶液的一种蓄电池。 英语:Lead-acid battery 。放电状态下,正极主要成分为二氧化铅,负极主要成分为铅;充电状态下,正负极的主要成分均为硫酸铅。分为排气式蓄电池和免保护铅酸电池。
电池主要由管式正极板、负极板、电解液、隔板、电池槽、电池盖、较柱、注液盖等组成。排气式蓄电池的电极是由铅和铅的氧化物构成,电解液是硫酸的水溶液。主要长处是电压稳定、价格便宜;缺点是比能低(即每公斤蓄电池存储的电能)、运用寿数短和日常保护频频。旧式一般蓄电池一般寿数在2年左右,并且需定时查看电解液的高度并增加蒸馏水。不过跟着科技的开展,铅酸蓄电池的寿数变得更长并且保护也更简略了。
铅酸蓄电池较明显的特征是其**部有可拧开的塑料密封盖,上面还有通气孔。这些注液盖是用来加注纯水、查看电解液和排放气体之用。依照理论上说,铅酸蓄电池需求在每次保养时查看电解液的密度和液面高度,如果有短少需增加蒸馏水。但跟着蓄电池制作技能的晋级,铅酸蓄电池开展为铅酸免保护蓄电池和胶体免保护电池,铅酸蓄电池运用中*增加电解液或蒸馏水。主要是使用正极发生氧气可在负极吸收到达氧循环,可防止水分削减。铅酸水电池大多使用在牵引车、三轮车、轿车起动等,而免保护铅酸蓄电池使用规模更广,包含不间断电源、电动车动力、电动自行车电池等。铅酸蓄电池依据使用需求分为恒流放电(如 不间断电源)和瞬间放电(如 轿车启动电池)。