蓄電池在機(jī)房UPS中廣泛的應(yīng)用，鉛酸蓄電池的充放電是個(gè)復(fù)雜的電化學(xué)過(guò)程，盡管很多電池都有很長(zhǎng)的設(shè)計(jì)壽命，但在實(shí)際應(yīng)用中，由于充電方式不當(dāng)或維護(hù)不到位，大大縮短了電池壽命，為了延長(zhǎng)電池使用壽命，必須理解充電原理并采用合理的充電放電方式，本文在介紹電池故障原因的同時(shí)，著重分析蓄電池充電放電的原理以及UPS蓄電池的幾種充電方式。

機(jī)房UPS蓄電池充電原理

1、UPS浮充充電時(shí)，請(qǐng)用充電電壓2.275V/單格（20℃時(shí)的設(shè)定值），進(jìn)行定電壓充電或0.002CA以下的電流進(jìn)行定電流充電。溫度有0C以下或40C以上時(shí)，有必要對(duì)充電電壓進(jìn)行修正，以20C為起點(diǎn)每變化一度，單格電壓變化-3mv。

2、循環(huán)充電時(shí)，充電電壓以2.40-2.50V/單格（20℃時(shí)的設(shè)定值），進(jìn)行定電壓電壓充電。溫度在5C以下或35℃以上進(jìn)行充電時(shí)，以20℃為起點(diǎn)，每變化一度充電電壓調(diào)整-4mv/單格。

3、充電初期電流控制在0.25CA以下。

4、充電量設(shè)為放電量的100-120%，但環(huán)境溫度在5C以下時(shí)，設(shè)為120-130%。

5、溫度越低（5C以下）充電結(jié)束時(shí)間越長(zhǎng)，溫度越高（35C以上）越容易發(fā)生過(guò)充電，所以特別是在循環(huán)使用時(shí)，在5C～30C內(nèi)進(jìn)行充電較好。

6、為防止過(guò)充電盡量安裝充電計(jì)時(shí)器，或自動(dòng)轉(zhuǎn)換成涓流式充電方式。

7、充電時(shí)電池溫度要控制在-15C～+40C的范圍內(nèi)。

機(jī)房UPS蓄電池放電原理

1、放電時(shí)請(qǐng)將電池溫度控制在-15℃-+50℃的范圍內(nèi)。

2、持續(xù)放電電流請(qǐng)控制在3CA以下（H控制在6ＣA以下）。

3、放電終止電壓依電流的大小而變化，大體如下所述。注意放時(shí)，電壓不得低于下述電壓。

4、放電以后請(qǐng)迅速充電。如不小心過(guò)放電之后也請(qǐng)立即充電。

UPS蓄電池的幾種充電方式

UPS蓄電池的充電方式重要有恒流充電、恒壓充電、快速充電、均衡充電、恒壓限流充電、智能充電這幾種方式：

1、恒流充電

恒流充電是用分段恒流的方法進(jìn)行充電。一般是通過(guò)充電裝置自身調(diào)整來(lái)實(shí)現(xiàn)的?？梢匀我膺x擇和調(diào)整充電電流，適應(yīng)性較強(qiáng)，特別適用于小電流長(zhǎng)時(shí)間充電，也有利于容量恢復(fù)較慢的UPS蓄電池充電。缺點(diǎn)是初始充電電流過(guò)小，充電后期充電電流又過(guò)大充電時(shí)間長(zhǎng)、析出氣體多、對(duì)極板的沖擊較大、能耗較高、效率較低(不超過(guò)65%)，在充電過(guò)程中需有人看守，一般在初充電和在小電流進(jìn)行去硫充電才使用。因恒流充電的變型是分段恒流充電，所以充電時(shí)為防止充電后期電流過(guò)大，應(yīng)及時(shí)調(diào)整充電電流，還應(yīng)注意充電電流的大小、充電時(shí)間、轉(zhuǎn)換電流的時(shí)機(jī)及充電終止電壓的選取等。

第一階段充電至單格電壓上升至2.4V且電解也有氣泡冒出，電解液相對(duì)密度2h時(shí)不變時(shí)時(shí)轉(zhuǎn)入第二階段，第二階段充至電解液大量。放出氣泡且相對(duì)密度和蓄電池單格電壓3h時(shí)不變時(shí)為止，經(jīng)過(guò)充電循環(huán)，繼續(xù)充電至電解液密度上升至1.150g/cm3，后不再上升為止。同步充電，充電時(shí)間h25-3520-3010-123-56。

2、恒壓充電

恒壓充電是指每只單格UPS蓄電池均以一恒定電壓(一般取單格電池?cái)?shù)乘以2.5v)進(jìn)行充電。特點(diǎn)是：初始充電電流相當(dāng)大，UPS蓄電池電動(dòng)勢(shì)和電解液體相對(duì)密度上升較快，隨著充電的延續(xù)，充電電流逐漸減小，在充電終期只有很小的電流通過(guò);充電時(shí)間短、能耗低，一般充電4～5hUPS蓄電池即可獲得本身容量的90%～95%;假如充電電壓選擇得當(dāng)，8h即可完成整個(gè)充電過(guò)程，且整個(gè)充電過(guò)程不需人照看，這種充電方式廣泛用于補(bǔ)充充電。由于初始充電初電流過(guò)大，對(duì)放電深度過(guò)大的UPS蓄電池充電時(shí)，會(huì)引起初始充電電流急驟上升，易造成被充UPS蓄電池過(guò)流或充電設(shè)備損壞。充電過(guò)程中由于不能調(diào)整充電電流，因此不適用于UPS蓄電池的初充電和去硫充電。充電過(guò)程中對(duì)UPS蓄電池電壓的變化很難補(bǔ)償，所以對(duì)容量恢復(fù)較慢的UPS蓄電池完全充電很難完成。

在充電之前應(yīng)正確選擇充電電壓(表2)。若充電電壓過(guò)高，會(huì)引起充電初始充電電流過(guò)大，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起極板彎曲變形、活性物質(zhì)大量脫落以及UPS蓄電池溫升過(guò)高等;過(guò)低則會(huì)使UPS蓄電池充電不足，導(dǎo)致容量降低、壽命縮短。

3、快速充電

快速充電是指以大電流方法的充電方式。快速充電不出現(xiàn)大量的氣泡又不發(fā)熱，從而可縮短充電時(shí)間。目前，常用的快速充電重要有脈沖充電和大電流遞減快充兩種。

（1）脈沖快速充電的特點(diǎn)是，采用1～2倍的C20A大電流充電，使UPS蓄電池在短時(shí)間內(nèi)充至額定容量的50%～60%。當(dāng)UPS蓄電池單格電壓充至2.4V時(shí)即停止充電，由控制電路自動(dòng)轉(zhuǎn)為脈沖充電;即先停充25～40ms(前停充)，接著再放電或反充電，使UPS蓄電池反向通過(guò)一個(gè)較大的脈沖電流(脈沖深度為充電電流的1.5～3倍，脈沖寬度為150～l000um)，然后再停止充電25ms(后停充)，如此循環(huán)直至充足。

（2）大電流遞減充電重要是利用了UPS蓄電池在低荷電狀態(tài)時(shí)具有高充電接受的特點(diǎn)，開始以大電流沖電(一般采用1～2倍C20A)，然后以一定的電流差值(50A)遞減，最后降至一定的電流值，直至UPS蓄電池充足。上述方法具有充電時(shí)間短(一般新UPS蓄電池初充電不超過(guò)5h，補(bǔ)充充電只需0.5～1.0h)、空氣污染小、省電節(jié)能以及不需專人看管等優(yōu)點(diǎn)。一般適用于要求在極短的時(shí)間內(nèi)對(duì)UPS蓄電池執(zhí)行快速充電的場(chǎng)合，也普遍適用于城市公共汽車在停歇、休息時(shí)間內(nèi)對(duì)UPS蓄電池補(bǔ)充充電。

快速充電的能量轉(zhuǎn)換效率低?？焖倜}沖充電UPS蓄電池析出的氣體總量雖然減少，但因出氣率高，易造成極板活性物質(zhì)脫落。因此在正常情況下不宜用此法對(duì)新啟用的UPS蓄電池進(jìn)行初充電。

4、均衡充電

均衡充電是以小電流(1/20C20A)進(jìn)行13h的充電過(guò)程。重要用來(lái)消除一組浮充電運(yùn)行(即將直流電源和UPS蓄電池并聯(lián)連接的工作方式)UPS蓄電池在同樣運(yùn)行條件下，由于某種原因造成的全組電池不均衡而形成的差別，以達(dá)到全組電池的均衡。此方法一般不能頻繁使用，但當(dāng)UPS蓄電池出現(xiàn)下列情況之一時(shí)。必須進(jìn)行均衡充電：

（1）UPS蓄電池組長(zhǎng)時(shí)間在電流放電，或長(zhǎng)時(shí)間擔(dān)負(fù)直流電荷后未及時(shí)充電時(shí)。

（2）UPS蓄電池個(gè)別單格電壓、電解液密度偏低，全組電池出現(xiàn)差別時(shí)。

（3）沒有按規(guī)定周期執(zhí)行充、放電時(shí)。

5、恒壓限流充電

恒壓限流充電重要是用來(lái)補(bǔ)救恒壓充電時(shí)充電電流過(guò)大的缺點(diǎn)(方法同恒壓充電)，通過(guò)充電電源和被充UPS蓄電池之間串聯(lián)一電阻(限流電阻)來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)充電電流。當(dāng)充電電流過(guò)大時(shí)，其限流電阻上的壓降也大，從而減小了充電電壓;當(dāng)充電電壓過(guò)小時(shí)，限流電阻上的壓降也很小，充電設(shè)備輸出的電壓損失也小，這樣就自動(dòng)調(diào)節(jié)了充電電流，使之不超過(guò)某個(gè)限度。該方法目前廣泛用于免維護(hù)電池的初充電和普通UPS蓄電池的補(bǔ)充充電。

6、智能充電

智能充電是目前較先進(jìn)的充電方法，原理是在整個(gè)充電過(guò)程中動(dòng)態(tài)跟蹤UPS蓄電池可接受的充電電流。應(yīng)用du/dt技術(shù)，即充電電源根據(jù)UPS蓄電池的狀態(tài)自動(dòng)確定充電工藝參數(shù)，使充電電流自始至終保持在UPS蓄電池可接受的充電電流曲線附近，保持UPS蓄電池幾乎在無(wú)氣體析出的狀態(tài)下充電，從而保護(hù)UPS蓄電池。該方法適用于對(duì)各種狀態(tài)、類型的UPS蓄電池充電，安全、可靠、省時(shí)和節(jié)能。

蓄電池的充電方法

（1）蓄電池故障的原因有很多，有自身質(zhì)量問(wèn)題，也和電池充電有一定關(guān)系。目前蓄電池的充電方式重要有以下幾種：

（2）恒流充電：恒流充電是一種比較簡(jiǎn)單的充電方式，但有較大的局限，充電電流過(guò)大會(huì)造成溫度上升和電池壽命縮短，而過(guò)小又會(huì)延長(zhǎng)充電時(shí)間。

（3）恒壓充電：恒壓充電控制簡(jiǎn)單，充電初始由于電池電壓低，則充電電流大，會(huì)對(duì)電池造成損害。后期電流迅速減小，這種充電方式也會(huì)造成溫度上升和電池壽命縮短，且無(wú)法充分利用充電器的容量。

（4）恒壓限流充電：實(shí)際上是恒壓充電與恒流充電的結(jié)合，開始階段為防止電流過(guò)大就采用恒流充電法。當(dāng)電壓達(dá)到預(yù)定值時(shí)，進(jìn)入恒壓充電方式。這是大多數(shù)廠商推薦和使用的充電方式，節(jié)省電能，降低蓄電池的溫升，配合上溫度補(bǔ)償?shù)染涂梢允闺姵卦谶@套充電系統(tǒng)下良好的工作。

蓄電池的充電管理

我們了解了各種充電方法，其中恒壓限流是最符合電池特性的充電方法。電池未滿時(shí)，設(shè)置較高的電壓以激活電池，稱為均充，充滿后，電流變小，繼續(xù)充電補(bǔ)足自放電，稱為浮充，浮充電壓低于均充電壓。

長(zhǎng)期均充容易造成電池過(guò)充膨脹，工作中常有客戶會(huì)提出關(guān)閉UPS均充功能的需求。我們不建議這樣操作，只浮充不均充會(huì)使電池欠充，個(gè)別電池落后，進(jìn)而影響整組電池。均充、浮充電壓根據(jù)具體電池的不同而不同，在25℃時(shí)，某品牌的蓄電池單體均充電壓2.35V，浮充電壓2.25V，充電電流不超過(guò)25A。進(jìn)行均充時(shí)，要隨時(shí)監(jiān)測(cè)電流，當(dāng)電流降到0.006C且保持3小時(shí)不變時(shí)，即表示電池充滿可進(jìn)入浮充，一般UPS都配置自動(dòng)均浮充轉(zhuǎn)換電路。

為了維護(hù)電池性能，當(dāng)有以下情況時(shí)，必須對(duì)電池進(jìn)行均充：

①單體電池浮充電壓低于2.18V；

②新電池安裝調(diào)試后需進(jìn)行12小時(shí)的均充；

③電池放出5%以上的額定容量；

④電池?cái)R置不用超過(guò)三個(gè)月；

⑤全浮充運(yùn)行六個(gè)月以上；

為了減小溫度對(duì)電池壽命的影響，必須對(duì)溫度進(jìn)行補(bǔ)償。在均充時(shí)，單體電，池充電電壓補(bǔ)償值為-5mV/℃，浮充時(shí)，單體電池充電電壓補(bǔ)償值為-3.5mV/℃。

蓄電池的保管

1、保管時(shí)請(qǐng)注意溫度不要超過(guò)-20℃～+40℃范圍.

2、保管電池時(shí)必須使電池在完全充電狀態(tài)下進(jìn)行保管。由于在運(yùn)輸途中或保存期內(nèi)因自放電會(huì)損失一部分容量，使用時(shí)請(qǐng)補(bǔ)充電。

3、長(zhǎng)期保管時(shí)，為彌補(bǔ)保管期間的自放電，請(qǐng)進(jìn)行補(bǔ)充電。在超過(guò)40C條件下保管時(shí)，對(duì)電池壽命有很壞影響，請(qǐng)防止！

4、請(qǐng)?jiān)诟稍?a href="http://m.clant.cn/diwen/" style="color:#a98326">低溫，通風(fēng)良好的地方進(jìn)行保管。

5、如在保管或轉(zhuǎn)移過(guò)程中電池包裝不慎被水淋濕，應(yīng)立即除掉包裝紙箱，以防止被水打濕的紙箱成為導(dǎo)體造成電池放電或燒壞正極端子。

蓄電池失效模式

常見的失效模式有電池失水、極板硫酸鹽化、正極板腐蝕、熱失控等幾種。

（1）電池失水電池失水的原因重要有：電池密封不嚴(yán)，充電出現(xiàn)的氧會(huì)從電池殼體中逸出；浮充電壓設(shè)置不當(dāng)；正極板腐蝕消耗水分；自放電過(guò)程損失水分。

（2）負(fù)極板硫酸鹽化電池負(fù)極的重要活性物質(zhì)是海綿狀鉛，電池充電時(shí)，

負(fù)極發(fā)生還原反應(yīng)：PbSO4+2e=Pb+SO4¬¬¬¬-

正極發(fā)生氧化反應(yīng)：PbSO4+2H2O=¬¬PbO2+4H++SO4¬¬¬¬-+2e

放電過(guò)程發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是此反應(yīng)的逆反應(yīng)。正常情況下，負(fù)極板放電出現(xiàn)的硫酸鉛顆粒較小，充電時(shí)很容易生出海綿狀鉛，但是假如電池經(jīng)常處于充電不足或過(guò)放電狀態(tài)，負(fù)極就會(huì)逐漸形成一種粗大堅(jiān)硬的顆粒狀硫酸鉛，從而失去活性，不能再參與化學(xué)反應(yīng)，這一現(xiàn)象稱為活性物質(zhì)的硫酸鹽化。硫酸鹽化使電池有效容量降低，久而久之會(huì)使電池失效。為防止這一現(xiàn)象應(yīng)該對(duì)電池及時(shí)充電，且防止過(guò)放電。

（3）正極板腐蝕電池的浮充過(guò)程一方面可阻止電池的自放電，另一方面也存在腐蝕正極板的趨勢(shì)，使柵板材料Pb氧化為PbO，腐蝕伴隨著水的消耗，電解液濃度增高，加速正極板的腐蝕。

（4）熱失控若電池工作環(huán)境溫度過(guò)高，或充電設(shè)備電壓失控，則電池充電電流和溫度發(fā)生一種積累性的互增，直到熱失控使電池殼體變形、膨脹，最終電池失效。

蓄電池日常檢查及維護(hù)保管

1、定期對(duì)電池進(jìn)行檢查，如發(fā)現(xiàn)有灰塵等外觀污染情況時(shí)，請(qǐng)用水或溫水浸濕的布片進(jìn)行清掃。不要用汽油、香蕉水等有機(jī)溶劑或油類進(jìn)行清洗，另外請(qǐng)防止使用化纖布。

2、浮充時(shí)，電池充電過(guò)程中總電壓或指示盤上電壓表的指標(biāo)值偏離下表所示基準(zhǔn)值時(shí)（0.05V/單格）應(yīng)調(diào)查原因并作處理。