鉅大LARGE | 點擊量:1875次 | 2019年09月04日
解析光伏蓄電池常用術(shù)語
1、蓄電池的電壓
蓄電池每單格的標稱電壓為2v,實際電壓隨充放電的情況而變化。充電結(jié)束時,電壓為2.5~2.7v,以后慢慢地降至2.05v左右的穩(wěn)定狀態(tài)。如用蓄電池作電源,開始放電時電壓很快降至2v左右,以后緩慢下降,保持在1.9~2.0v之間。當放電接近結(jié)束時,電壓很快降到1.7v;當電壓低于1.7v時,便不應再放電,否則要損壞極板。停止使用后,蓄電池電壓自己能回升到1.98v。
2、蓄電池的容量
蓄電池容量(c)的概念:處于完全充電狀態(tài)的鉛酸蓄電池在一定放電條件下,放電到規(guī)定的終止電壓時所能給出的電量稱為電池容量,以符號c表示。常用單位為安培小時,簡稱安時(a?h)。通常在c的下角處標明放電率,這個跟隨的數(shù)字表示該類電池以某種強度的電流放電到設定電壓的時間(h)。如c10表明10h放電率的放電容量,c120表明120h放電率的放電容量。
蓄電池容量分為理論容量、實際容量和額定容量。理論容量是根據(jù)活性物質(zhì)的質(zhì)量按照法拉第定律計算而得的最高容量值;實際容量是指電池在一定放電條件下所能輸出的電量。由于組成電池時,除電池的主反應外,還有副反應發(fā)生,加之其他種種原因,活性物質(zhì)利用率不可能為100%,因此遠低于理論容量;額定容量國外也稱標稱容量,是按照國家或有關(guān)部門頒布的標準,在電池設計時要求電池在一定的放電條件下(通信電池一般規(guī)定在25℃環(huán)境下以loh放電率電流放電至終止電壓)應該放出的最低限度的電量值。
影響實際容量的因素主要與電池正、負極活性物質(zhì)的數(shù)量及利用率有關(guān)。活性物質(zhì)利用率主要受放電制度、電極結(jié)構(gòu)、制造工藝影響。使用過程中影響實際容量的是放電率、放電制度、終止電壓和溫度。
3、放電率
根據(jù)蓄電池放電電流的大小,分為時間率和電流率。
放電率是指一定放電條件下,放電至放電終了電壓的時間長短。常用時間率和倍率表示。
時間率(小時率),指的是以一定的電流值放完電池的額定容量所需的時間。
根據(jù)iec標準,放電的時間率有20,10,5,3,1,o.5小時率,分別標識為20h。
10h,5h,3h,1h,o.5h等。最常見的有20h、10h小時率。于是,用容量除小時數(shù)即得出額定放電電流。也就是說,容量相同而放電率不同的電池,它們的標稱放電電流卻相差甚遠。比如,一個電動自行車用的電池容量10a?h、放電率為2h,寫做10a?h2,它的額定放電電流為10a?h/2h=5a;而一個汽車啟動用的電池容量為54a?h、放電率為20h,寫做54a?h20,它的額定放電電流僅為54a?h/20h=2.7a!換一個角度講,這兩種電池如果分別用5a和2.7a的電流放電,則應該分別能持續(xù)2h和20h才下降到設定的電壓。
電池在工作中的電流強度還常常使用倍率(電流率)來表示,寫做nch,指的是放電電流值相當于電池額定容量(a?h)值的倍數(shù)。n是一個倍數(shù),c代表容量的安時數(shù),h表示放電率規(guī)定的時間(h)。在這里h的數(shù)值僅作為提示相關(guān)電池是屬于哪種放電率,所以在具體描述某個時間率的電池時,倍率常常寫成nc的形式而不寫下標。倍數(shù)n乘以容量c就等于電流(a)。比如20a?h電池采用0.5c倍率放電,o.5×20=10a。換一個角度舉例:某汽車啟動蓄電池容量54a?h,測得輸出電流為5.4a,那么它此時的放電倍率nc為(5.4/54)c=0.1c。
4、終止電壓
終止電壓指電池放電時電壓下降到不宜再放電時(至少能再反復充電使用)的最低工作電壓。為了防止電池不過放電而損害極板,各種標準中在不同放電倍率和溫度下放電時,都規(guī)定了電池的終止電壓。后備電源系列電池10h放電率和3h放電率放電的終止電壓為1.80v/單體,1h放電率終止電壓為1.75v/單體。由于鉛酸蓄電池本身的特性,即使放電的終止電壓繼續(xù)降低,電池也不會放出太多的容量,但終止電壓過低對電池的損傷極大,尤其當放電達到0v而又不能及時充電時將大大縮短電池的壽命。
對于太陽能用蓄電池,針對不同型號和用途,終止電壓值不是固定不變的,它隨著放電電流的增大而降低,通常,小于10h的小電流放電,終止電壓取值稍高;大于10h的大電流放電,終止電壓取值稍低。
5、循環(huán)壽命
蓄電池經(jīng)歷一次充電和放電,稱為一次循環(huán)(一個周期)。在一定放電條件下,電池使用至某一容量規(guī)定值之前,電池所能承受的循環(huán)次數(shù),稱為循環(huán)壽命。后備電源一般采用浮充壽命來衡量電池的使用壽命,例如閥控式密封鉛酸蓄電池的浮充壽命一般在10年以上,但也可采用電池的循環(huán)壽命來衡量。影響電池循環(huán)壽命的主要因素是產(chǎn)品的性能和質(zhì)量,其次是維護工作的質(zhì)量。對于后備電源,100%放電深度放電,其循環(huán)壽命一般為100~200次,即電池進行100%容量放電,電池放電到終止電壓為1.8v/單體,循環(huán)100~200次后,電池放電到終止電壓1.8v,放電容量低于額定容量的80%,此時電池壽命終止。影響蓄電池壽命的因素是綜合因素,不僅是極板的內(nèi)在因素,例如活性物質(zhì)的組成、晶型(高溫固化或常溫固化)、極板尺寸和板柵材料結(jié)構(gòu)等,而且也取決于外在因素,如放電倍率和深度、工作使用條件(溫度和壓力等)和使用維護狀況等。
6、電池內(nèi)阻
電池的內(nèi)阻測試儀不是常數(shù),在充放電過程中隨時間不斷地變化,因為活性物質(zhì)的生成、電解液濃度和溫度都在不斷變化。鉛酸蓄電池內(nèi)阻很小,在小電流放電時可以忽略,但在大電流放電時,電壓降損失可達數(shù)百毫伏,必須引起重視。電池內(nèi)阻有歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻兩部分。歐姆內(nèi)阻主要由電極材料、隔膜、電解液、接線柱等構(gòu)成,也與電池尺寸、結(jié)構(gòu)及裝配因素有關(guān)。極化內(nèi)阻是由電化學極化和濃差極化引起的,是電池放電或充電過程中兩電極進行化學反應時極化產(chǎn)生的內(nèi)阻。極化電阻除與電池制造工藝、電極結(jié)構(gòu)及活性物質(zhì)的活性有關(guān)外,還與電池工作電流大小和溫度等因素有關(guān)。電池內(nèi)阻嚴重影響電池工作電壓、工作電流和輸出能量,因而內(nèi)阻愈小的電池性能愈好。
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