如何延长基站电源圣阳电池寿命

时间：2023-08-26作者：北京恒祥瑞特科技发展有限公司浏览：48

基站圣阳蓄电池从目前使用情况来看，普遍存在蓄电池容量下降过快，使用寿命短的问题，短短1～2年时间蓄电池的容量只有标称容量的30%～40%，有的只有10%～20%，而大部分基站蓄电池经过1～4年运行，其容量只有其标称容量的50%左右，远远达不到其设计使用寿命，与交换局站同类蓄电池相比，其使用寿命也大大降低。本文对基站电源运行过程中蓄电池的损坏原因进行了分析，提出延长基站蓄电池使用寿命的方法。圣阳蓄电池寿命的定义
蓄电池的寿命一般是指浮充状态下的使用年限。对于在非浮充状态下工作的蓄电池，其寿命是从循环放电次数和放电深度两个维度来衡量的，如表1所示。所以不能简单地以能使用多少年来衡量蓄电池的寿命。
对于蓄电池的循环放电次数来说，必须是在蓄电池放电后充足电能，要充足电能充电时间至少需要24小时(依据YD/T799-2002的规定)。对于充电不足的情况，其循环放电次数很难确定，肯定要低于表1中描述的数据。
放电深度对电池使用寿命的影响也非常大，电池放电深度越深，其循环使用次数就越少，如表1所示，因此在使用时应避免深度放电。
圣阳蓄电池寿命终止的因素
对于阀控密封铅酸蓄电池来说，有四种失效模式：正极板腐蚀、失水、热失控、硫酸盐化。其中正极板栅腐蚀由于合金工艺技术的提高，腐蚀速度非常慢，一般是10~15年。
失水的途径比较多：节流阀设计不合理，频繁开启;电源对蓄电池频繁均充;环境温度过高。其中高温是较主要的因素，高温会加速蓄电池失水速度，导致蓄电池容量下降。以25℃为基准，当蓄电池运行环境上升10℃，寿命减少50%，如图1所示。
热失控是指圣阳蓄电池在充电过程中产生的热量未及时释放出，温度和化学反应之间形成一个正回馈，出现失控。热失控对蓄电池是毁灭性的，造成蓄电池外壳变形，严重者造成蓄电池爆炸。热失控的原因是机房环境温度**过45℃、高温下浮充电压过高(没有温度补偿功能)、充电电流**过设计值(**过2.5C10)。
硫酸盐化是指在较板上生成白色坚硬的硫酸铅结晶，颗粒比较大，活性低，充电时难以转化为活性物质的硫酸铅，导致电池容量下降或功能衰退。盐酸化的原因是电池在安装使用前曾长时间搁置储存(**过3个月)、持续过放电或经常过量放电或小电流深放电、环境温度过高或过低、经常充电不足和没有定期执行均充。
影响基站电池运行寿命的因素
很多基站的位置偏远，交流电供电不稳定或频繁停电，甚至根本就没有交流电;基站没有空调或户外站点，环境温度高;站点偏远且数量多，无法做到精细化维护。以上是基站蓄电池工作环境的基本状况。
通过对中国基站蓄电池损坏情况的分析，采集新疆、浙江、陕西、云南几个省蓄电池损坏的标本分析，并结合海外越南、埃及、巴基斯坦、埃塞俄比亚基站电源的损坏数据，我们得出影响蓄电池运行寿命的有以下几个因素：
1、交流频繁停电
频繁停电、停电时间长、停电时间无规律，使蓄电池频繁充放电，或者基站根本就没有交流电，通过柴油发电机和蓄电池交替供电，是造成蓄电池容量下降过快和使用寿命缩短的一个较主要原因。
基站停电频次过高，一天内停电数次，甚至连续停电数天，使基站蓄电池在放电后尚未充足电的情况下又放电，蓄电池长时间处于欠充状态。如连续多次发生欠充，将造成蓄电池容量累积性亏损，硫酸盐化加剧，蓄电池容量将在较短时间内下降，其使用寿命将较快终止。
2、圣阳蓄电池存储时间太长
蓄电池在存放过程中存在自放电，如果长时间得不到补充，就会出现硫酸盐化现象。这种现象如果没有得到及时改善，蓄电池容量会降低甚至损坏不能使用。蓄电池在存贮过程中，环境温度对容量影响也非常大，如表2所示。
3、基站的环境温度过高
基站停电后，空调停机。由于基站为封闭机房，基站室内温度将大幅上升。温度过高使阀控式密封电池内部失水量加剧，电解液饱和度下降(玻璃纤维棉隔膜内电解液减少)使电池容量降低，缩短使用寿命。
4、电池安装开通质量
圣阳蓄电池的安装是否符合规范，对蓄电池的使用使命影响非常大。安装时没有将蓄电池之间的连接器固定螺钉拧紧，接线柱与连接器之间接触电阻增大，在充放电时将产生大量热量而烧坏，造成整组蓄电池损坏;蓄电池温度传感器没有安装或安装错误，在温度高时会因为无法调整充电电压到合适值，蓄电池出现热失控现象，造成蓄电池损坏;开通时没有在监控单元中调整蓄电池管理参数至合理值，造成蓄电池损坏。
5、没有正确地设置蓄电池管理参数
开关电源涉及到蓄电池管理的参数有蓄电池容量、充电电流系数、均浮充电压、一二次下电电压、自动均充的条件、温度补偿电压，如果这些参数设置不合理，会对蓄电池的寿命造成影响。例如一二次下电电压设置电压过低，使蓄电池出现过放电甚至深度过放电现象，加剧蓄电池负极板硫酸化，将使蓄电池容量下降，使用寿命缩短。蓄电池容量设置不正确，影响蓄电池充电电流，造成蓄电池充电电流过大而损坏。
延长基站供电蓄电池寿命的方法
根据造成基站圣阳蓄电池运行寿命减少的因素，结合实际情况我们提供如下几个延长蓄电池寿命的方法。
1、增加油机供电
对于频繁停电的站点，通过增加固定油机或移动油机来**蓄电池在停电后能得到及时补充充电，或者避免蓄电池深度放电。对过于频繁停电的站点，除了采用上面的方法之外，还需要采取特殊的蓄电池来解决问题，例如用GEL电池。GEL在循环使用寿命上比AGM次数多1.5~2倍。建议在这种站点使用2V电池，避免使用12V电池。
对于没有交流电的站点，柴油发电机很难保证(油价上涨和不能及时加油)供电，需要采取新的供电方案，可考虑采用太阳能供电系统。
2、减少蓄电池过放并及时补充
在电源供电方案规划期，需要根据负载电流，结合圣阳蓄电池的放电曲线配置比较合适的蓄电池容量，在要求的放电时间内避免蓄电池过放。一般原则是在蓄电池放电达到规划要求的时间时，蓄电池放出的容量≤80%。
电源开通后，如果暂时没有市电接入或暂时不使用电池，必须断开蓄电池的所有负载，使蓄电池处于开路状态。避免蓄电池小电流放电，造成蓄电池容量下降或者失效。
在电源蓄电池管理方面，尽量避免蓄电池在仓库放置时间**过3个月，如果**过3个月不能安装，那么就要考虑对蓄电池进行充电。
根据实际使用情况调整蓄电池欠压保护的电压，尽量避免蓄电池出现过放电和深度过放电(小电流过放电)。对于频繁停电的站点，为了延长蓄电池运行寿命，要求一次负载下电电压≥47V，二次下电电压≥46V。
在电源开通后，人工控制执行对蓄电池均衡充电，均衡充电时间≥10小时。对于频繁停电的站点，可以增加蓄电池充电电流，以缩短蓄电池充电时间，增加充电前期充入的电量。通过监控单元，将充电电流系数调高为0.18～0.22C，较大充电电流系数不能**过0.25C。
根据基站停电次数及时间，对于停电次数多且停电时间长的站点，延长均衡充电时间，改变均衡充电时间周期设置，把原设置一般180天周期调整为30天或15天，以减少盐酸化现象的发生。
3、减少高温影响
如果圣阳蓄电池安装在机房或者方舱内，需要安装空调，确保机房环境在合适的温度。对于户外电源，需要在电池柜上搭建凉棚避免阳光直射。可以通过地埋的方式，把蓄电池放在专门的地窖内，确保蓄电池的工作环境温度不会太高。户外电源较好使用温度范围比较宽的GEL电池，以减少高温或低温对电池造成的影响，以延长使用寿命。
4、定期维护
圣阳蓄电池在运行一段时间后，会出现个别电池落后(一般情况下落后电池端电压不得小于正常的20mV)或失效的现象。如果不及时发现，那么落后的电池会越来越落后，直至失效。失效的电池会导致其他好的电池随时间推移慢慢失效，进而使整个电池组报废。一般要对蓄电池每隔3个月进行一次维护，主要检查蓄电池组中有无漏液、有无外壳变形、有无落后电池存在、蓄电池连接处有无锈蚀和固定螺钉松动、环境温度是否正常等。只有做到及时发现及时处理，才能确保圣阳蓄电池的正常使用寿命。
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