双登卷绕式纯铅蓄电池低温放电性能的研究
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双登卷绕式纯铅蓄电池低温放电性能的研究

双登卷绕式纯铅蓄电池低温放电性能的研究

阀控密封铅酸双登蓄电池是一种可以重复充电和放电的二次电池,它通过化学反应完成化学能和电能的彼此转换,从而达到存储电能的作用。一般的铅酸蓄电池是由正负极板、隔板、壳体、电解液和接线桩头等组成,正负极板之间为平板结构,
阀控密封铅酸蓄电池作为老到、安稳而又性价比高的储能介质,在各个作业得到广泛运用。但是由于其组成部分中包括有液态电解液以及其固有的电化学特性,其在低温环境下放电功用并不抱负。而在咱们的日常生活和工业运用中,需求选用蓄电池完成后备供电的运用场景是极端遍及的,例如在具有远动功用的电气化铁路沿线都装设了许多的智能型箱式变电站,这些箱式变电站都会配备带蓄电池的UPS。由于箱式变电站密封性不高,对内部元器件的防护较差,因此蓄电池的作业环境较为恶劣,尤其是在冬季北方地区的低温环境下,蓄电池常常不能放电或许放电容量非常低,不能满意远动系统安全作业所需求的后备时间要求,成为铁路安全作业的潜在风险。因此有必要寻觅更适合的储能介质以适应这种低温环境下运用场景。
现在可以作为储能介质的产品有许多,包括阀控密封铅酸双登蓄电池、卷绕式纯铅蓄电池、锂电池、超级电容等等。由于锂电池在低温环境下的容量衰减也较为严峻,超级电容的能量密度比太低,通过多方面比较剖析,发现卷绕式纯铅蓄电池是现在相对比较合适的一种储能介质。
卷绕式纯铅蓄电池是以卷绕方式组合成形的电芯所组成的电池,称为卷绕电池(图2)。其最早首要作为室外工程机械或汽车的发起电池运用,首要特点是发起电流大,高低温特性好,循环运用寿命长,没有游离电解液,能适用于各类杂乱环境,-55℃~65℃均可正常运用。装置方便,密封式结构使得电池可以随意横向或倒竖装置,不会漏液。同时,卷绕式纯铅蓄电池选用圆形结构设计,处理了壳体在高温情况下,热失控鼓胀而变形问题。
为了定性及定量地比较卷绕式纯铅双登蓄电池和一般阀控密封铅酸蓄电池在低温环境下的放电功用,咱们分别在试验环境和实践工程运用环境下对两者进行了比较试验,给出试验的相关方案及其效果。

1 研讨方法
在试验室测验(以阻性负载为主,合作施耐德塑壳开关电动操作安排),在实践作业场所测验(接近于实践负载),并在哈尔滨铁路局齐齐哈尔供电段进行实地试验,以及在我局管段范围内试验性运用。
2 测验方案
(1)准备
①某品牌一般阀控密封双登蓄电池4只(12V/24Ah),每次试验前在室温环境下完全充满电,蓄电池选用某合资品牌。
②某品牌卷绕式纯铅电池4只(12V/25Ah),每次试验前在室温环境下完全充满电,卷绕式纯铅电池选用某国产品牌。
③配备高低温箱、万用表、负载仪、耐德塑壳断路器(配电动操作安排)、蓄电池测验仪等试验仪器。
(2)试验室测验方案
以2kVAUPS连接4只蓄电池,高低温试验箱设置温度-40℃,分别将悉数阀控密封铅酸蓄电池或卷绕式纯铅蓄电池整体放置于高低温箱中冻8h,外接阻性负载以及施耐德塑壳断路器电动操作安排。断开交流输入电源,使UPS完全作业于电池逆变输出方式。每半小时分合闸6次(仿照3个电动开关各分合闸2次)。测量电池电压6次,并核算平均值。
(3)实践运用工况测验方案
在东北地区冬季低温环境下,将UPS及4节阀控密封铅酸双登蓄电池或卷绕式纯铅蓄电池放置箱式变电站内(不采暖、不加热),经完全冻透一晚(超过8h)后,以蓄电池方式逆变输出。收集每天的室外气温条件以及前天夜间最低气温。每半小时分合闸6次(仿照3个电动开关各分合闸2次)。测量输出电压(交、直)、电池电压。两种不同蓄电池测验时,要尽量在室外温度相差不大的气候下进行测验。
3 研讨过程和相关数据
(1)试验室测验效果见图3、图4、表1、表2从以上试验数据效果可以看出,在低温-40℃环境及同样负载情况下,阀控密封铅酸蓄电池的放电时间为204min,卷绕式纯铅蓄电池为282min,卷绕式纯铅蓄电池的放电容量约比阀控密封铅酸双登蓄电池的多40%。

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