BES铅酸蓄电池均衡系统.docx
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BES铅酸蓄电池均衡系统
BES2000铅酸蓄电池均衡系统
1、问题提出
每节电池的电化学特性和物理特性的不均衡性，这种不均衡性会导致电池容量出现差异。
在电池单体运用时这种差异没有太大影响，在整组运用时，随充放电次数增加这种差异会形成恶性循环。
最终导致过早出现落后电池，从而影响整组电池的使用。
电池在制造过程中，受材料及制造工艺等因素影响，每节电池的内阻会存在微小差异，这种差异在电池串联应用时会导致电池个体之间存在微小电压差△Vi，电池充放电时会造成个别电池轻微过充、放电，使△Vi进一步变大。
如此恶性循环就会使其过早成为落后电池。
落后电池视程度不同，容量会低于正常电池。
因此，在放电过程中会提前放完自身电量成为一个阻性器件。
这样，它与真正负载串联分享电池电压，致使负载过早进入“下限保护”而推出运行。
所以，一旦出现落后电池，如果继续使用将会严重影响放电时间。
如果更换落后电池，由于更换电池与在用电池内阻更加不一致，运行一段时间将会出现更多的落后电池。
最终导致整个电池组过早报废。
因此，这也是一直困扰电池组使用者的棘手问题。
2、解决办法
在电池运行过程中实时监测电池运行状况，根据监测结果将能量高的电池转移至能量低的电池中。
这样，整个电池组处在一个动态能量分配过程中，确保每节电池容量都处在一个水平线上。
充满大家一齐充满，放完大家一起放完。
这样就解决了个别电池过充、过放问题，避免了落后电池的过早出现。
各部功能如下（参见系统框图）：
1、充电均衡（CE）:
负责充电时各节电池容量均衡。
主要作用：
*防止个别电池过冲，造成进一步损坏。
*保障电池组个体电池电压一致，提供真实电池组端电压
2、放电均衡（DE）：
负责放电时各节电池均衡。
主要作用：
*防止容量低的电池过放，造成进一步损坏。
*均衡放电能量，延长放电时间。
3、电池管理（BM）：
综合管理模块，完成如下功能：
*根据采集到的信息适时制定控制方案
*定期传送电池组各项参数，如：
电池组容量，单体电
池电压及落后电池等。
*交流停电时，适时传送后备电池续航能力，为维护人
员提供参考依据。
《系统框图》
3、运行效果
2014年4月22日在威海移动初村靠山基站进行测试，数据如下：
基站名称：
初村靠山；电池组标称电压：
48V；
单体电池参数：
2V/600AH；负载电流：
25A。
图1：
放电状态，电池组总电压变化趋势对比
图2:
放电4小时25分各节电池电压对比
图3：
第12#电池，放电过程中均衡效果对比图
图4：
充电4小时各电池电压对比图
图5：
放电测试报告
图6：
安装现场
这是一个由24节2V/600AH电池串联组成的48v电池组。
图2明显看出，这组电池中第12#单体电池严重落后。
图1显示，在放电到相同电压（46V），均衡设备能够延长电池组放电时间（2小时55分钟）
不加均衡，放电至46V，时长为4小时25分钟；
加入均衡，放电至46V，时长为7小时20分钟。
这说明二个问题：
第一，当电池组出现落后电池，在不更换落后电池的情况下，加入均衡装置可使电池组的放电时间延长。
延长多少视落后电池的数量和落后程度而不同。
本例可提高电池利用率66%
第二、新电池加入均衡装置，可防止过早出现落后电池，理论上可达到单体电池的使用寿命。
使用数据表明，电池组平均使用寿命5年，单体电池设计寿命8年。
均衡装置可使电池组使用寿命提高60%。
图1放电状态，电池组总电压变化趋势对比
图2放电4小时55分各节电池电压对比
图3第12#电池，放电过程中均衡效果对比图
图4充电4小时各电池电压对比图
设备列表
放电测试报告
*G11509-威海银镝服装
告警信息
起始状态
终止状态
放电时长
（T）
当前续航
（T）
*G11522-威海威克制衣
起始时间
起始电压（V）
终止时间
终止电压（V）
。
电池落后
2011-11-12
00:
00
53.6
2011-11-13
3:
33
46
3.5
1.5
。
。
测试结果
。
电池序号
电压（V）
电池序号
电压（V）
。
1#
2
13#
2.06
。
2#
2
14#
2.05
。
3#
2
15#
1.63
。
4#
1.26
16#
1.93
。
5#
2.01
17#
1.95
。
6#
1.87
18#
1.92
*G11043-威海火炬创业基地
7#
1.85
19#
1.96
#低压配电
8#
1.75
20#
2.06
#通力环基站开关电源
9#
1.73
21#
2.07
#电池巡检
测试中
10#
1.75
22#
2.05
#中兴基站环境
11#
0.83
23#
2.06
*G11046-威海华东数控
12#
2.01
24#
2.03
图5放电测试报告
图6现场安装图
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