化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的裝置叫化學(xué)電池,一般簡(jiǎn)稱為電池。放電后,能夠用充電的方式使內(nèi)部活性物質(zhì)再生——把電能儲(chǔ)存為化學(xué)能;需要放電時(shí)再次把化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能。將這類電池稱為蓄電池,也稱二次電池。
所謂蓄電池即是貯存化學(xué)能量,于必要時(shí)放出電能的一種電氣化學(xué)設(shè)備。
蓄電池是將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的一種裝置,是按可再充電設(shè)計(jì)的電池,通過可逆的化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)再充電,通常是指鉛酸蓄電池,它是電池中的一種,屬于二次電池。它的工作原理:充電時(shí)利用外部的電能使內(nèi)部活性物質(zhì)再生,把電能儲(chǔ)存為化學(xué)能,需要放電時(shí)再次把化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能輸出,比如生活中常用的手機(jī)電池等。
內(nèi)阻與容量關(guān)系
蓄電池內(nèi)阻與容量之間的關(guān)系其中有兩種含義:
電池內(nèi)阻跟額定容量的關(guān)系,以及同一型號(hào)電池的內(nèi)阻跟荷電態(tài)SOC的關(guān)系。十多年前人們?cè)?jīng)試圖利用閥控密封鉛酸蓄電池內(nèi)阻(或電導(dǎo))的變化去在線檢測(cè)電池的容量和預(yù)測(cè)電池壽命,但卻未能如愿;人們對(duì)動(dòng)力電池的大電流放電能力提出了越來越高的要求,這就要求盡可能降低電池內(nèi)阻。因而本文將進(jìn)一步探索和闡明一些常用蓄電池內(nèi)阻與容量之間的內(nèi)在關(guān)系。
閥控密封
當(dāng)前閥控密封鉛酸蓄電池已逐步取代開口式流動(dòng)電解液鉛酸蓄電池,廣泛用于郵電通信電源、UPS、儲(chǔ)能電源系統(tǒng)等。動(dòng)力型閥控密封鉛酸蓄電池已廣泛用于電動(dòng)助力車。這些領(lǐng)域都要求在線檢測(cè)蓄電池的荷電態(tài)。
蓄電池的內(nèi)阻跟荷電態(tài)的關(guān)系
蓄電池的荷電態(tài)SOC指的是電池可以放出的容量跟其額定容量的比。這一數(shù)據(jù)對(duì)郵電通信電源系統(tǒng)和正在使用的動(dòng)力電池組十分重要。
UPS電源系統(tǒng)由五部分組成:主路、旁路、電池等電源輸入電路,進(jìn)行AC/DC變換的整流器(REC),進(jìn)行DC/AC變換的逆變器(INV),逆變和旁路輸出切換電路以及蓄能電池。其系統(tǒng)的穩(wěn)壓功能通常是由整流器完成的,整流器件采用可控硅或高頻開關(guān)整流器,本身具有可根據(jù)外電的變化控制輸出幅度的功能,從而當(dāng)外電發(fā)生變化時(shí)(該變化應(yīng)滿足系統(tǒng)要求),輸出幅度基本不變的整流電壓。凈化功能由儲(chǔ)能電池來完成,由于整流器對(duì)瞬時(shí)脈沖干擾不能消除,整流后的電壓仍存在干擾脈沖。儲(chǔ)能電池除可存儲(chǔ)直流直能的功能外,對(duì)整流器來說就像接了一只大容器電容器,其等效電容量的大小,與儲(chǔ)能電池容量大小成正比。由于電容兩端的電壓是不能突變的,即利用了電容器對(duì)脈沖的平滑特性消除了脈沖干擾,起到了凈化功能,也稱對(duì)干擾的屏蔽。
UPS的電性能指標(biāo)有基本電性能(如輸入電壓范圍、穩(wěn)壓率、轉(zhuǎn)換時(shí)間等)、認(rèn)證性能(如認(rèn)證、電磁干擾認(rèn)證)、外觀尺寸等。依輸出電壓波形在市電斷電時(shí)是否具有轉(zhuǎn)換時(shí)間,可將UPS分類為后備式(Off Line,有轉(zhuǎn)換時(shí)間)與在線式(On Line,無轉(zhuǎn)換時(shí)間)兩種。在線互動(dòng)式(Line Interactive)由于仍有轉(zhuǎn)換時(shí)間,因此被視為是后備式的一種變型,只是充電時(shí)間較后備式的短而已。后備式與在線式UPS的另一個(gè)主要區(qū)別是穩(wěn)壓率,在線式的穩(wěn)壓率一般在2%以內(nèi),而后備式至少在5%以上。因此,若用戶的負(fù)載設(shè)備屬高階通訊設(shè)備、醫(yī)療儀器、微波接收設(shè)備時(shí),以選擇在線式UPS較佳。