磷酸铁锂电池在变电站的应用安全性分析及其系统设计

国内从磷酸铁锂电池的浮充性能、磷酸铁锂电池浮充性能改进以及非浮充式的磷酸铁锂电池直流系统等方面研究了磷酸铁锂电池在变电站应用的可行性,磷酸铁锂电池被视为变电站直流电源中铅酸蓄电池的理想替代品。但是磷酸铁锂电池仍然存在不能过充过放、一致性差、单体容量小等缺点,使其在变电站的应用中存在不可忽视的安全风险。为解决以上问题,本文设计了一种先串联满足电压等级再并联满足容量要求的磷酸铁锂电池拓扑结构,并对各串联电池组进行独立的充电控制,避免过充电及并联电池组的环流风险,满足交流失电时直流母线的无缝供电要求。     

站用直流系统锂电化改造应用研究

分析磷酸铁锂电池的应用场景,探讨磷酸铁锂电池在储能、电动汽车以及变电站备用电源系统的应用情况,介绍磷酸铁锂电池在某110 kV变电站直流电源系统应用效果.通过磷酸铁锂电池与铅酸蓄电池性能对比分析,指出铅酸蓄电池由其材料体系和本征特性决定其存在极板裂化、电解液失水、酸液腐蚀等问题,磷酸铁锂电池在常规性能、安全性、温度特性、寿命特性、倍率放电性能和废弃处理等方面存在主要优势,并进一步对两者进行技术经济比较,从性能、购置成本、安装成本、使用维护成本和全寿命周期管理等方面分析磷酸铁锂电池替代铅酸蓄电池的可行性,对变电站直流电源系统智能化应用具有重要意义.     

铅酸蓄电池极板弯曲硫化的原因分析及预防措施

220kV许营站装有一组GGF-300固定型、防酸隔爆式铅酸蓄电池,300AH,基本电池88个,辅助电池30个。正常运行采用浮充电法。所谓浮充电法是指把已充满电的蓄电池和可控硅浮充机并列运行,可控硅浮充机之一部份供直流系统负荷,另一部份用较小电流向蓄电池充电,以补充其自放电,当有大的负荷输出时,由蓄电池供电。该电池于1977年10月投运后未采取浮充电法运行,充电间隔较长,又加当时开关调试过程中频繁的开关合跳闸,使蓄电池严重过放电。此后对蓄电池进行了检查测试,发现辅助电池端电压和比重低于正常值10％,个别电池端电压降到零。开关合闸时母线电压的严重下降,说明蓄电池经大负荷放电未及时充电而造成了蓄电池的容量降低。     

独立光伏系统中浮充控制的模型分析与应用

独立光伏系统中,铅酸蓄电池临界饱和状态下的浮充控制是影响蓄电池使用寿命的主要因素之一。针对该问题,对浮充控制技术展开研究,分别对被控系统中阀控铅酸蓄电池和Buck充电电路建立动态模型,在此基础上设计了一套以PWM为控制手段的PI浮充控制器,并搭建了充电实验系统进行验证。实验结果表明,该浮充控制系统能够有效地防止由于光照强度突变引起的过充现象,快速地稳定充电输出电压,对蓄电池持续进行涓流充电,保证了充电系统蓄电池容量的饱荷。     

镉镍蓄电池运行维护需注意的问题

1由于蓄电池的自放电与电解液的密度和温度、蓄电池的新旧程度、电解液中所含金属杂质以及蓄电池的结构等因素有关，蓄电池自放电不同，所需补偿的浮充电流值也应有所不同，所以不能一律按蓄电池容量或公式计算出不变的浮充电流进行浮充，否则，造成长期过充或欠充，影响蓄电池的特性和使用寿命，而应以恒压方式保持每只蓄电池的电压控制在1．33～1．38V之间，根据电压变化及时调整浮充电流值，保证补偿蓄电池自放电损失，维护变电所蓄电池的特性和使用寿命。2按浮充电方式运行的蓄电池组，每年应做一次全容量放电试验。全容量放电试验，一…     

浮充式保护型磷酸铁锂电池在电力工程应用

本文介绍一种用于电力工程直流电源系统的浮充式保护型磷酸铁锂电池,重点解决常规磷酸铁锂电池在长期浮充电运行工况下的安全问题。通过试验数据分析,描述了浮充式保护型磷酸铁锂电池的性能特点及优势,并解决了在电力工程中应用的几个关键技术问题,为规范磷酸铁锂电池在电力工程中的应用提供参考和依据。     

浮充电压对阀控式铅酸蓄电池寿命的影响

通过对阀控式铅酸蓄电池浮充使用寿命失效原因的分析,发现浮充电压过低会造成蓄电池硫酸盐化的积累,使活性物质不可逆,最终导致蓄电池失效。过低的浮充电压也是造成蓄电池使用寿命缩短的原因之一。     

独立光伏系统用蓄电池充放电策略的设计

在独立光伏系统中,蓄电池充/放电控制效果的好坏在很大程度上会影响光伏产业的发展。本文以目前独立光伏系统主流使用的阀控铅酸蓄电池（VRLA）为研究对象,在考虑系统的性能和成本的基础上,对蓄电池的充/放电和维护等进行了研究。在充电阶段,采用分段设定参考电压的方式实现对电池状态的判断,共分了6个阶段,存在着最大功率点跟踪（MPPT）、恒流充电、恒压充电、浮充和停止充电等5种状态。实验表明该充电策略能在充分利用太阳能的同时提高蓄电池的荷电状态。     

备用型铅酸蓄电池浮充制式研究与探讨

失水和正极板栅腐蚀是铅酸蓄电池在备用电源场景下的主要失效模式。通过对备用型铅酸蓄电池进行全浮充和间歇式浮充的浮充寿命测试,同时采用扫描电子显微镜(SEM)、X 射线衍射(XRD)等测试方法,对比分析了两种浮充制式对正极的板栅腐蚀程度和铅膏成分的影响。结果表明,采用间歇式浮充制式,能够有效地减少铅酸蓄电池的浮充电量和失水,但是对于板栅腐蚀引起的电池浮充使用寿命衰减改善效果不明显。     

变电站阀控式铅酸蓄电池的故障分析与运行管理

阀控式铅酸蓄电池因安装方便、维护量少、具有高倍率的电能特性等优点而在变电站中得到广泛的应用,由于人们误认为它是免维护的蓄电池而疏于管理和维护,从而导致严重的后果。为此,阐述了阀控式铅酸蓄电池的工作原理,对造成阀控式铅酸蓄电池故障的因素进行了分析,认为环境温度过高、充电电压设置过高、过度放电和长期浮充电等因素会使阀控式铅酸蓄电池的寿命缩短,从运行环境、测量检查、核对性放电、型号选择以及消防等方面提出加强阀控式铅酸蓄电池运行管理的措施。     

典型动力电池特性与性能的对比研究

以试验数据为基础,对以铅酸电池、氢镍电池和锂离子电池为代表的典型动力电池,分别在电池的容量特性、效率特性、电压特征、直流内阻特性、温度特性、自放电特性以及能量和功率性能方面进行了对比研究,结果表明,锂离子电池具备最佳的综合性能,随着安全性不断提高和成本的降低,必将成为动力电池领域的主角.     

军用电池技术现状

分析了导弹系统用原电池、贮备电池和二次电池三种类型的电池技术,详细概述了已商业化的,为遥感勘测,跟踪和飞行抵达等提供电能的原电池,重点讨论了热电池,银锌电池和亚硫酰氯电池三种贮备电池技术,介绍了为能源武器系统提供电能的可充电电池。     

AA型密封MH-Ni电池、Cd-Ni电池的内阻特性

研究了MH Ni电池、Cd Ni电池在充放电过程中的内阻变化及内阻与放电电压平台的关系。试验结果表明 ,在充放电过程中 ,内阻变化受正负极活性物质氧化态 /还原态的转化反应影响 ,充电过程与内压有关。在正极中添加钴、镉氧化物 ,在Cd Ni电池负极中采用PLB新粘合剂 ,可有效地提高电池内部气体的复合性能 ,减小电池内阻。电池内阻小 ,放电电压平台高 ,有利于延长高波放电电压的时间。     

锂离子电池储能舱风冷散热数值模拟与优化

为优化锂离子电池舱风冷散热系统,基于实际电池舱仿真模型,文中设计了电池舱风冷散热优化方案。由于锂离子电池在运行时存在热失控风险,极端情况下甚至引起电池舱起火或爆炸等安全事故。有效的电池舱风冷散热系统可以抑制电池热量的积累和扩散,然而现有的电池舱风冷系统结构简单,散热效率低。文中提出在电池舱安装导流板改变舱内温度场和流场,达到优化散热系统的目的。结果表明,在环境温度25℃、4m/s风速的条件下,对1C充电的电池舱进行风冷散热。增设一块导流板可以使电池舱内的平均温度降低2.9℃,最高温度降低4.5℃;增设两块导流板可以使电池舱内的平均温度降低5.5℃,最高温度降低8.6℃。合理的导流板布置可以优化电池舱的风冷散热系统,提高散热效率,增加电池舱运行的安全性。     

锂离子电池技术与应用发展

自1990年锂离子电池问世以来,电池的材料、生产技术发展迅速,电池用材料的研究支持着锂离子电池性能的提高和完善,电池的倍率性能、高低温性能、安全性能及循环性能等全方位的改善成就了锂离子电池在手机、笔记本电脑、音频制品、电动工具、备用电源、车用电源系统等多个应用领域的迅速推广.随着应用领域的拓展,锂离子电池在未来的+年仍将保持旺盛的市场需求,并有可能推广到更多的应用领域.     

结构电池的研究现况

航空航天技术的迅速发展对相应电源技术的要求不断提高,传统电池(如氢镍和镉镍电池)的性能越来越难以满足需要。结构电池将电池与结构件合二为一,可有效降低系统质量,提高电池的有效容量,节约有效载荷空间等优点,将取代传统电池,成为航空航天用高性能电池新型应用形式。     

MH-Ni电池和Cd-Ni电池的内阻测试与分析

对金属氢化物镍电池和镉镍电池在不同条件下的内阻进行了测试分析。实验发现 :金属氢化物镍电池和镉镍电池的荷电态内阻小于放电态内阻 ,且镉镍电池的放电态内阻离散性较大。金属氢化物镍电池荷电态内阻随荷电量的变化存在最小值 ;金属氢化物镍电池和镉镍电池在长时间放电态贮存过程中 ,电池内阻都会增加 ,镉镍电池的内阻增加更明显 ,且离散性更大 ;但电池经过充放电活化后 ,电池内阻可大大降低。同批次生产的相同规格的电池 ,电池内阻越小 ,电池的放电电压平台越高。实验还发现 ,电池的集流体结构设计、隔膜的选择及电液量的多少都会影响电池的内阻。     

一种便携式智能充电器的设计

在充电电池使用过程中,影响电池寿命的最主要因素是过充电和过放电。普通MH-Ni蓄电池、锂离子蓄电池充电器功能比较单一,很难有效防止过充电的发生。研究了一种新型的便携式智能充电器的电路设计。该电路主要采用降压转换芯片MAX1685和数码管驱动芯片MAX7219作为电路主体,采用单片机PIC16F676作为控制核心,通过软件编程可以实现对1～3节锂离子蓄电池或1～8节MH-Ni蓄电池的充电和监测,其充电功能完善,安全高效,显示功能齐全,并且体积小、质量轻,完全适合于便携式设备的充电应用。通过实际的小批量推广应用,取得了良好的使用效果。     

锂离子电池的制造及其市场

介绍了产业化的锂离子电池生产工艺和流程,包括圆柱形电池和方形电池两种类型。分析了锂离子电池在当前电池市场上的竞争力,综合了国内外小型可充电池的市场情况,提出了对锂离子电池加强质量监督,建立有序竞争的建议。     

锂离子电池特性研究

为了提高锂离子电池组的安全性和使用寿命,需要对电池组进行有效的控制和管理。电池荷电状态（SOC）是电池管理系统中最重要的参数之一,是系统中其他功能的基础。因此,电池SOC实时、准确的估计有着重要的现实意义。实现电池SOC实时、准确的估计的基础是建立精确的电池模型。针对锂离子电池的几个主要特性进行了相关的研究和实验验证,为电池模型的建立提供了依据。