蓄電池充電機(jī)的浮充功能是否能解決蓄電池?zé)崾Э貑栴}？
2018-10-15 9:30:12??????點(diǎn)擊：
在高可靠的電源系統(tǒng)（直流電源或UPS）中，蓄電池有非常重要的地位，是提高系統(tǒng)可靠性與實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的保證，為了提高蓄電池本身可靠性且讓蓄電池處于最佳工作狀態(tài)，電源和UPS都有蓄電池管理功能，如蓄電池充電機(jī)浮充、均充、溫度補(bǔ)償、在線測(cè)試和欠壓保護(hù)等等。除此之外，還可外加蓄電池專用監(jiān)控系統(tǒng)，可測(cè)蓄電池組電壓、電流、溫度，各單體電壓，有的還可測(cè)量?jī)?nèi)阻等，可以說是一個(gè)非常完美的系統(tǒng)，但在實(shí)際使用時(shí)，仍然會(huì)存在一些問題：各種數(shù)據(jù)采集上來了，但如果沒有應(yīng)用好，還是不能發(fā)現(xiàn)并解決問題。
舉一個(gè)真實(shí)的案例：2017年？月處理一起蓄電池?zé)崾Э厥鹿剩@個(gè)事故以及其他幾起事故一樣，源于蓄電池?zé)崾Э兀叶加蓄A(yù)兆，如果能及時(shí)處理還是能避免事故（該事故后，客戶安排一次全網(wǎng)蓄電池排查，按指導(dǎo)發(fā)現(xiàn)并處理幾起處于萌芽狀態(tài)的蓄電池），因此總結(jié)出來以達(dá)拋磚引玉之功效，供業(yè)內(nèi)同行交流完善，期待更優(yōu)的蓄電池監(jiān)控方案讓廠家和客戶受益。
本報(bào)告為不讓讀者產(chǎn)生聯(lián)想，所以不配原始照片，原始監(jiān)控信息截圖也重新排版，最大限度客觀公正的交流本次案例，原蓄電池改名為：土特，用戶名改為：（三大通信公司之一）。
一、設(shè)備信息：
1.1 設(shè)備型號(hào)： 維諦技術(shù)有限公司Netsure 801 CA6 2、負(fù)載電流： 788A
1.2 系統(tǒng)配置： 配套三組48V 3000AH土特牌蓄電池 4、故障時(shí)間： 2017-？-25
系統(tǒng)最大電流：788+6000*0.1=1388A，按要求可配16只，所以配置有富余。
二、事件經(jīng)過（以后臺(tái)監(jiān)控時(shí)間分析）：
2017-？-24 凌晨1：11分起發(fā)生定時(shí)均充；2017-？-24 13：11：08強(qiáng)制轉(zhuǎn)為蓄電池充電機(jī)浮充狀態(tài)；維護(hù)人員發(fā)現(xiàn)兩組土特電池有鼓脹變形且表面溫度高。
三、故障原因分析：
3.1 知識(shí)點(diǎn)：關(guān)于部分充電參數(shù)設(shè)置
維諦電源關(guān)于蓄電池管理部分參數(shù)很強(qiáng)大，可依據(jù)蓄電池的參數(shù)進(jìn)行精確管理：
> 均充功能可開啟或關(guān)閉，均充參數(shù)可設(shè)置；
>可按需開啟定時(shí)均充，周期與每次均充持續(xù)時(shí)長(zhǎng)均可設(shè)置；
>定時(shí)均充主要功能是均衡蓄電池單體間的電壓差異，每次持續(xù)時(shí)間是固定且可設(shè)置的。
>有幾種蓄電池測(cè)試功能，適合各種需求；
>有蓄電池溫度補(bǔ)償功能，可保證在全溫度區(qū)間蓄電池處于最佳工作狀態(tài)。
因土特蓄電池需要均充功能，所以系統(tǒng)開啟了均充功能，機(jī)房電源設(shè)定均充保護(hù)時(shí)間為12小時(shí)，小于土特蓄電池推薦均充時(shí)間16小時(shí)（電池殼體上印刷），確認(rèn)所有參數(shù)設(shè)置正確。
3.2 數(shù)據(jù)分析
3.2.1 經(jīng)導(dǎo)出監(jiān)控M810G的歷史控制數(shù)據(jù)（已忽略模塊控制及告警信息），可以確認(rèn)？月24日1：11分的均充是由定時(shí)均充觸發(fā)；均充12小時(shí)后顯示因Time out轉(zhuǎn)蓄電池充電機(jī)浮充，是由均充保護(hù)時(shí)間到觸發(fā)！
從正常曲線可看出，電池均充后主要有兩個(gè)階段，恒流充電階段與恒壓充電階段，轉(zhuǎn)均充初期是恒流充電階段，電流最大，隨著充電電壓上升到均充電壓后，電流會(huì)慢慢變小，充電后期電流幾乎為0；
3.2.3 再繼續(xù)分析機(jī)房的蓄電池（分析損壞的第一組蓄電池?cái)?shù)據(jù)）：
均充從1：11分起，1：12分達(dá)初期均充電壓56.3V，進(jìn)入恒壓充電狀態(tài)；
蓄電池電流在1：12分達(dá)到初期最大值135A，然后慢慢下降到118A、104A、93A，可看出蓄電池一直未達(dá)限流點(diǎn)（300A），說明蓄電池電量比較足，所以從1:12分起充電電流已處于下降階段，到1:16分已下降至最低值93A，整體趨勢(shì)（不考慮數(shù)值大小）符合充電曲線；
3.2.4.到10:31分時(shí)達(dá)電流突然增大到185A，再增加到196A，最大達(dá)到206A，這一段明顯不符合蓄電池充電特性曲線，說明電池在此前已經(jīng)積累了熱失控的條件，最終熱失控才會(huì)導(dǎo)致電流異常增大！
3.2.5 從3.2.4的表也可看出，整個(gè)周期內(nèi)，蓄電池電流均未超過300A（即0.1C10），說明電源限流功能是正常；
3.2.6 依據(jù)YDT799-2010閥控電池標(biāo)準(zhǔn)的7.20.3部分定義（定義為蓄電池充電機(jī)浮充恒壓狀態(tài)），在恒壓狀態(tài)下，蓄電池電流變化大于50%就可能發(fā)生熱失控，在第一個(gè)恒壓同期內(nèi)從最小92A變到216A，變化超2倍，所以很大概率判斷蓄電池發(fā)生熱失控，表現(xiàn)之一就是變形鼓脹；
3.2.7 從后臺(tái)監(jiān)控的電池電流數(shù)據(jù)也能發(fā)現(xiàn)蓄電池在均充之前已有異常：從5月15日（最早的數(shù)據(jù)）起電流為7.4A，第一組蓄電池充電機(jī)浮充電流一直在慢慢增大，至5月23日該電流已增大到10.9A，而這個(gè)值在蓄電池充電機(jī)浮充條件下應(yīng)接近于0（電池組二、三均為0），如果依據(jù)這樣的趨勢(shì)，即使不發(fā)生均充，蓄電池也會(huì)發(fā)生故障！
3.2.8 關(guān)于蓄電池充電機(jī)浮充電流大小的標(biāo)準(zhǔn)
關(guān)于蓄電池充電機(jī)浮充狀態(tài)下蓄電池電流應(yīng)該多大？查詢國(guó)內(nèi)沒有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，我們?cè)贗EEE1188-2005中找到對(duì)應(yīng)的參數(shù)及標(biāo)準(zhǔn)；
該標(biāo)準(zhǔn)說明了在蓄電池充電機(jī)浮充狀態(tài)下達(dá)到穩(wěn)態(tài)的蓄電池，可能會(huì)有微弱的充電電流，該電流與蓄電池容量有一定的比例關(guān)系，每100AH大約會(huì)有不超過50mA的電流，折合成3000AH的蓄電池最大應(yīng)該為4.5A，超過的基本可判斷為異常；
依據(jù)我們經(jīng)驗(yàn)，正常蓄電池充電機(jī)浮充達(dá)到穩(wěn)態(tài)了，是基本測(cè)不到電流的（很小）；
標(biāo)準(zhǔn)也給了一個(gè)極限數(shù)據(jù)，如果這個(gè)電流超過三倍了，肯定就是故障了，可能的問題是：電池單體失水、負(fù)極自放電、內(nèi)部短路；而依據(jù)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，在均充前該組蓄電池電流達(dá)到10.9A，遠(yuǎn)超過標(biāo)準(zhǔn)，所以，我們可確認(rèn)，在均充前蓄電池已損壞！！！
3.2.9 關(guān)于蓄電池充電機(jī)浮充電流的業(yè)內(nèi)專家佐證
向一位在國(guó)內(nèi)知名蓄電池廠家朋友了解到，他們內(nèi)部有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，正常狀態(tài)下蓄電池充電機(jī)浮充電流超過0.5%充電電流。按充電電流為0.1C10倍率算，每安時(shí)電流蓄電池充電機(jī)浮充電流應(yīng)不超0.05%A，換算成100AH的蓄電池則電流為0.05A（即 50 mA），結(jié)果與IEEE1188-2005的參考蓄電池充電機(jī)浮充電流定義完全一致。
四、結(jié)論：
4.1 從電源的控制邏輯分析，電源邏輯是正確的；
4.2 從電源的限流特性分析，電源準(zhǔn)限定了充電電流，整個(gè)周期沒有超過0.1C10，滿足電池的要求；
4.3 電池異常發(fā)生在均充周期前，只是因蓄電池的定期均充加速了由量變到質(zhì)變的過程；
五、建議：
5.1 機(jī)房未配置空調(diào)，環(huán)境溫度較高，建議配置空調(diào)，降低熱失控風(fēng)險(xiǎn)并提高電池壽命。
5.2 為維護(hù)人員配置紅外成像儀，用于快速發(fā)現(xiàn)溫度異常的單體與連接點(diǎn)。
5.3 依據(jù)多次蓄電池問題處理經(jīng)驗(yàn)，蓄電池充電機(jī)浮充狀態(tài)下的充電電流很有參考價(jià)值，如果監(jiān)控上來，可以發(fā)現(xiàn)早期熱失控狀態(tài)的蓄電池：本次事件后，公司依據(jù)我方建議，組織維諦、土特、維護(hù)人員做了一次巡檢，發(fā)現(xiàn)幾組處理熱失控早期的蓄電池，經(jīng)過土特售后工程師的處理（補(bǔ)水、調(diào)整蓄電池間隔），后面運(yùn)行正常。
5.4 蓄電池充電機(jī)浮充電流是蓄電池一個(gè)非常重要的參數(shù)，需要重點(diǎn)關(guān)注，本案例如能提前對(duì)蓄電池進(jìn)行處理，不僅可挽救兩組3000AH蓄電池，更可降低機(jī)房安全風(fēng)險(xiǎn)。
5.5 如果機(jī)房沒有配空調(diào)，建議啟用溫度補(bǔ)償功能，溫度高了可適當(dāng)降低充電電壓，降低熱失控風(fēng)險(xiǎn)。
舉一個(gè)真實(shí)的案例：2017年？月處理一起蓄電池?zé)崾Э厥鹿剩@個(gè)事故以及其他幾起事故一樣，源于蓄電池?zé)崾Э兀叶加蓄A(yù)兆，如果能及時(shí)處理還是能避免事故（該事故后，客戶安排一次全網(wǎng)蓄電池排查，按指導(dǎo)發(fā)現(xiàn)并處理幾起處于萌芽狀態(tài)的蓄電池），因此總結(jié)出來以達(dá)拋磚引玉之功效，供業(yè)內(nèi)同行交流完善，期待更優(yōu)的蓄電池監(jiān)控方案讓廠家和客戶受益。
本報(bào)告為不讓讀者產(chǎn)生聯(lián)想，所以不配原始照片，原始監(jiān)控信息截圖也重新排版，最大限度客觀公正的交流本次案例，原蓄電池改名為：土特，用戶名改為：（三大通信公司之一）。
一、設(shè)備信息：
1.1 設(shè)備型號(hào)： 維諦技術(shù)有限公司Netsure 801 CA6 2、負(fù)載電流： 788A
1.2 系統(tǒng)配置： 配套三組48V 3000AH土特牌蓄電池 4、故障時(shí)間： 2017-？-25
系統(tǒng)最大電流：788+6000*0.1=1388A，按要求可配16只，所以配置有富余。
二、事件經(jīng)過（以后臺(tái)監(jiān)控時(shí)間分析）：
2017-？-24 凌晨1：11分起發(fā)生定時(shí)均充；2017-？-24 13：11：08強(qiáng)制轉(zhuǎn)為蓄電池充電機(jī)浮充狀態(tài)；維護(hù)人員發(fā)現(xiàn)兩組土特電池有鼓脹變形且表面溫度高。
三、故障原因分析：
3.1 知識(shí)點(diǎn)：關(guān)于部分充電參數(shù)設(shè)置
維諦電源關(guān)于蓄電池管理部分參數(shù)很強(qiáng)大，可依據(jù)蓄電池的參數(shù)進(jìn)行精確管理：
> 均充功能可開啟或關(guān)閉，均充參數(shù)可設(shè)置；
>可按需開啟定時(shí)均充，周期與每次均充持續(xù)時(shí)長(zhǎng)均可設(shè)置；
>定時(shí)均充主要功能是均衡蓄電池單體間的電壓差異，每次持續(xù)時(shí)間是固定且可設(shè)置的。
>有幾種蓄電池測(cè)試功能，適合各種需求；
>有蓄電池溫度補(bǔ)償功能，可保證在全溫度區(qū)間蓄電池處于最佳工作狀態(tài)。
因土特蓄電池需要均充功能，所以系統(tǒng)開啟了均充功能，機(jī)房電源設(shè)定均充保護(hù)時(shí)間為12小時(shí)，小于土特蓄電池推薦均充時(shí)間16小時(shí)（電池殼體上印刷），確認(rèn)所有參數(shù)設(shè)置正確。
3.2 數(shù)據(jù)分析
3.2.1 經(jīng)導(dǎo)出監(jiān)控M810G的歷史控制數(shù)據(jù)（已忽略模塊控制及告警信息），可以確認(rèn)？月24日1：11分的均充是由定時(shí)均充觸發(fā)；均充12小時(shí)后顯示因Time out轉(zhuǎn)蓄電池充電機(jī)浮充，是由均充保護(hù)時(shí)間到觸發(fā)！
一般由定時(shí)均充觸發(fā)的均充是屬于定期均衡性充電，不是因?yàn)樾铍姵厝萘坎蛔悖饕菫榫飧鲉误w電壓，因監(jiān)控設(shè)置了定時(shí)均充，所以系統(tǒng)有定時(shí)均充動(dòng)作是符合邏輯的！
正常條件下的定時(shí)均充，均非電量不足引起，因此一般都不會(huì)觸發(fā)均充保護(hù)，本例由均充保護(hù)時(shí)間觸發(fā)，說明在第一個(gè)均充周期內(nèi)，有異常！
從正常曲線可看出，電池均充后主要有兩個(gè)階段，恒流充電階段與恒壓充電階段，轉(zhuǎn)均充初期是恒流充電階段，電流最大，隨著充電電壓上升到均充電壓后，電流會(huì)慢慢變小，充電后期電流幾乎為0；
3.2.3 再繼續(xù)分析機(jī)房的蓄電池（分析損壞的第一組蓄電池?cái)?shù)據(jù)）：
均充從1：11分起，1：12分達(dá)初期均充電壓56.3V，進(jìn)入恒壓充電狀態(tài)；
蓄電池電流在1：12分達(dá)到初期最大值135A，然后慢慢下降到118A、104A、93A，可看出蓄電池一直未達(dá)限流點(diǎn)（300A），說明蓄電池電量比較足，所以從1:12分起充電電流已處于下降階段，到1:16分已下降至最低值93A，整體趨勢(shì)（不考慮數(shù)值大小）符合充電曲線；
3.2.4.到10:31分時(shí)達(dá)電流突然增大到185A，再增加到196A，最大達(dá)到206A，這一段明顯不符合蓄電池充電特性曲線，說明電池在此前已經(jīng)積累了熱失控的條件，最終熱失控才會(huì)導(dǎo)致電流異常增大！
3.2.5 從3.2.4的表也可看出，整個(gè)周期內(nèi)，蓄電池電流均未超過300A（即0.1C10），說明電源限流功能是正常；
3.2.6 依據(jù)YDT799-2010閥控電池標(biāo)準(zhǔn)的7.20.3部分定義（定義為蓄電池充電機(jī)浮充恒壓狀態(tài)），在恒壓狀態(tài)下，蓄電池電流變化大于50%就可能發(fā)生熱失控，在第一個(gè)恒壓同期內(nèi)從最小92A變到216A，變化超2倍，所以很大概率判斷蓄電池發(fā)生熱失控，表現(xiàn)之一就是變形鼓脹；
3.2.7 從后臺(tái)監(jiān)控的電池電流數(shù)據(jù)也能發(fā)現(xiàn)蓄電池在均充之前已有異常：從5月15日（最早的數(shù)據(jù)）起電流為7.4A，第一組蓄電池充電機(jī)浮充電流一直在慢慢增大，至5月23日該電流已增大到10.9A，而這個(gè)值在蓄電池充電機(jī)浮充條件下應(yīng)接近于0（電池組二、三均為0），如果依據(jù)這樣的趨勢(shì)，即使不發(fā)生均充，蓄電池也會(huì)發(fā)生故障！
3.2.8 關(guān)于蓄電池充電機(jī)浮充電流大小的標(biāo)準(zhǔn)
關(guān)于蓄電池充電機(jī)浮充狀態(tài)下蓄電池電流應(yīng)該多大？查詢國(guó)內(nèi)沒有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，我們?cè)贗EEE1188-2005中找到對(duì)應(yīng)的參數(shù)及標(biāo)準(zhǔn)；
該標(biāo)準(zhǔn)說明了在蓄電池充電機(jī)浮充狀態(tài)下達(dá)到穩(wěn)態(tài)的蓄電池，可能會(huì)有微弱的充電電流，該電流與蓄電池容量有一定的比例關(guān)系，每100AH大約會(huì)有不超過50mA的電流，折合成3000AH的蓄電池最大應(yīng)該為4.5A，超過的基本可判斷為異常；
依據(jù)我們經(jīng)驗(yàn)，正常蓄電池充電機(jī)浮充達(dá)到穩(wěn)態(tài)了，是基本測(cè)不到電流的（很小）；
標(biāo)準(zhǔn)也給了一個(gè)極限數(shù)據(jù)，如果這個(gè)電流超過三倍了，肯定就是故障了，可能的問題是：電池單體失水、負(fù)極自放電、內(nèi)部短路；而依據(jù)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，在均充前該組蓄電池電流達(dá)到10.9A，遠(yuǎn)超過標(biāo)準(zhǔn)，所以，我們可確認(rèn)，在均充前蓄電池已損壞！！！
3.2.9 關(guān)于蓄電池充電機(jī)浮充電流的業(yè)內(nèi)專家佐證
向一位在國(guó)內(nèi)知名蓄電池廠家朋友了解到，他們內(nèi)部有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，正常狀態(tài)下蓄電池充電機(jī)浮充電流超過0.5%充電電流。按充電電流為0.1C10倍率算，每安時(shí)電流蓄電池充電機(jī)浮充電流應(yīng)不超0.05%A，換算成100AH的蓄電池則電流為0.05A（即 50 mA），結(jié)果與IEEE1188-2005的參考蓄電池充電機(jī)浮充電流定義完全一致。
四、結(jié)論：
4.1 從電源的控制邏輯分析，電源邏輯是正確的；
4.2 從電源的限流特性分析，電源準(zhǔn)限定了充電電流，整個(gè)周期沒有超過0.1C10，滿足電池的要求；
4.3 電池異常發(fā)生在均充周期前，只是因蓄電池的定期均充加速了由量變到質(zhì)變的過程；
五、建議：
5.1 機(jī)房未配置空調(diào)，環(huán)境溫度較高，建議配置空調(diào)，降低熱失控風(fēng)險(xiǎn)并提高電池壽命。
5.2 為維護(hù)人員配置紅外成像儀，用于快速發(fā)現(xiàn)溫度異常的單體與連接點(diǎn)。
5.3 依據(jù)多次蓄電池問題處理經(jīng)驗(yàn)，蓄電池充電機(jī)浮充狀態(tài)下的充電電流很有參考價(jià)值，如果監(jiān)控上來，可以發(fā)現(xiàn)早期熱失控狀態(tài)的蓄電池：本次事件后，公司依據(jù)我方建議，組織維諦、土特、維護(hù)人員做了一次巡檢，發(fā)現(xiàn)幾組處理熱失控早期的蓄電池，經(jīng)過土特售后工程師的處理（補(bǔ)水、調(diào)整蓄電池間隔），后面運(yùn)行正常。
5.4 蓄電池充電機(jī)浮充電流是蓄電池一個(gè)非常重要的參數(shù)，需要重點(diǎn)關(guān)注，本案例如能提前對(duì)蓄電池進(jìn)行處理，不僅可挽救兩組3000AH蓄電池，更可降低機(jī)房安全風(fēng)險(xiǎn)。
5.5 如果機(jī)房沒有配空調(diào)，建議啟用溫度補(bǔ)償功能，溫度高了可適當(dāng)降低充電電壓，降低熱失控風(fēng)險(xiǎn)。
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