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編者按：如今，很多蓄電池的性能參數(shù)在實(shí)驗(yàn)室條件下或計(jì)算機(jī)模擬中表現(xiàn)良好。而這些完美的參數(shù)和條件成為了蓄電池廠商提供多年維護(hù)和擔(dān)保等服務(wù)的主要原因。

在很多環(huán)境惡劣的應(yīng)用中，蓄電池面臨過早失效、極端的環(huán)境溫度、深度放電、維護(hù)不當(dāng)?shù)惹闆r，這些都會(huì)顯著縮短電池壽命。而在與太陽能發(fā)電系設(shè)施配套部署的儲(chǔ)能應(yīng)用中，儲(chǔ)能系統(tǒng)可能會(huì)因?yàn)殡姵毓收隙艿絿?yán)重影響。這就是電池制造商需要在極端的實(shí)際應(yīng)用中測試電池，并分析它們的性能、充電和故障的原因。
 

如果維護(hù)得當(dāng)，蓄電池可以使用很長時(shí)間。這些使用了23年的1,200Ah的Crown Battery電池為一家牧場供電。

Crown Battery公司致力蓄電池嚴(yán)苛測試的研究，該公司在過去二十年中在許多關(guān)鍵任務(wù)場合（包括北美地區(qū)的家庭用戶、醫(yī)院、工廠、礦山）部署了大量的電池。為了其研發(fā)和工程目的，該公司對這些電池進(jìn)行了數(shù)字監(jiān)測和分析、化學(xué)分析、電子顯微鏡觀察，進(jìn)行X射線掃描，甚至拆卸等各種嚴(yán)苛的測試，

這些電池嚴(yán)苛測試揭示了關(guān)于可再生能源設(shè)施采用電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，以下對如何更好地提高電池使用壽命、性能和可靠性進(jìn)行介紹：

•為儲(chǔ)能系統(tǒng)選擇適合的蓄電池

•保護(hù)蓄電池免受惡劣條件的影響

•避免深度放電

•采用電池管理系統(tǒng)（BMS）

•自動(dòng)化維護(hù)

1.為儲(chǔ)能系統(tǒng)選擇適合的蓄電池

儲(chǔ)能系統(tǒng)部署哪種電池更加適合？鉛酸蓄電池和鋰離子電池是儲(chǔ)能系統(tǒng)最受歡迎的選擇。

富液式鉛酸蓄電池的成本較低，但需要定期維護(hù)。超細(xì)玻璃纖維(AGM)鉛酸蓄電池幾乎不用維護(hù)，但成本較高。此外，所有鉛酸電池都可以回收利用。

鋰離子電池也幾乎不用維護(hù)，并具有更高的功率密度，但其成本更高。而鋰離子電池與鉛酸電池相比，容易發(fā)生熱失控和火災(zāi)。

因此并沒有完美的電池。但對于大多數(shù)的應(yīng)用來說，鉛酸電池提供了可靠性、投資回報(bào)率、長期實(shí)踐（經(jīng)過了100多年的現(xiàn)場測試和優(yōu)化）的良好組合。大多數(shù)鉛酸電池外觀幾乎相同，但電池的生產(chǎn)工藝和制造的顯著差異對維護(hù)、性能和壽命有很大影響。

以下是鉛酸電池的用途：

•可再生能源優(yōu)化設(shè)計(jì)：普通電池或汽車電池不能滿足可再生能源的深度放電要求。

•較厚的極板和更活潑的電解質(zhì)材料可以更多進(jìn)行充放電，并延長了使用壽命。

•氧化鉛生產(chǎn)、糊料混合和固化采用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)可以提高質(zhì)量和一致性。

•機(jī)器人裝配提高了可靠性，減少了維護(hù)。

•自動(dòng)化鑄造焊接提高了焊接精度，從而降低維護(hù)成本，并延長正常運(yùn)行時(shí)間。

•采用視覺系統(tǒng)加強(qiáng)質(zhì)量控制。

2.保護(hù)蓄電池免受惡劣條件的影響

極端溫度會(huì)對蓄電池造成損壞。電池運(yùn)行的最佳的環(huán)境溫度是25℃（約為77°F）。寒冷天氣影響電池溫度、性能、充電、容量。炎熱的天氣也會(huì)縮短蓄電池的壽命和性能。而極端溫度將會(huì)使鉛酸蓄電池的狀況日趨惡化。

（1）應(yīng)該在哪里存放鉛酸蓄電池？

•溫度適中（20℃至30℃）的干燥環(huán)境最佳。

•AGM電池和其他免維護(hù)或低維護(hù)電池可以存放在家中或建筑物內(nèi)。

•富液式鉛酸蓄電池最好存放在棚屋或車庫的安全建筑內(nèi)。

（2）應(yīng)該如何儲(chǔ)存鉛酸蓄電池？

•將電池存放在干燥、絕緣良好、通風(fēng)良好的建筑中。這將延長電池壽命，并減少極端溫度的損壞。

•確保電池遠(yuǎn)離電源插座、斷路器和其他潛在的火花源。

•將干粉滅火器安裝在標(biāo)記清晰的位置。

•采用電氣規(guī)范提供通風(fēng)措施。

如果蓄電池?zé)o法避免受到寒冷天氣影響，則需要安裝容量更大的電池組，以補(bǔ)償電池容量的減少。

3.避免深度放電

可再生能源系統(tǒng)設(shè)計(jì)存在一個(gè)危險(xiǎn)趨勢。一些不擇手段的銷售人員正在推銷可以80%深度放電（DoD）的電池，這通常用于購買更高容量電池的標(biāo)準(zhǔn)。

即使一些特定的電池在實(shí)驗(yàn)室中可以實(shí)現(xiàn)更多的深度放電，但用戶不能立 昆冒險(xiǎn)。這是因?yàn)樵陔娏π枨笤黾踊虬l(fā)電量減少的情況下（例如，在陰天、霧天或無風(fēng)），蓄電池的放電深度不宜過大。

此外，雖然安全的深度放電（DoD）水平各不相同，但放電過度的鉛酸電池的使用壽命將顯著減少。良好的解決方案是電池的放電深度不能超過50％。

一些使用規(guī)則：

•蓄電池的放電深度（DoD）要少于50％，需要將電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的容量調(diào)整為所需容量的兩倍，無論是什么樣的電池。

•如果蓄電池的放電深度（DoD）高于50％，需要安裝更多的電池。

•電網(wǎng)斷電時(shí)，需要提供3至6天的備用電源容量（電池儲(chǔ)能系統(tǒng)和/或備用柴油發(fā)電機(jī)）。

•放電深度不能超過80%（50％的放電深度是提高電力儲(chǔ)備和電池生命周期的最佳選擇）。

4.采用電池管理系統(tǒng)（BMS）

對電池嚴(yán)苛測試期間，可以使用電池管理系統(tǒng)（BMS）密切監(jiān)控電池的內(nèi)部健康狀況。

電池管理系統(tǒng)（BMS）可以延長使用壽命，減少極端溫度造成的損害，并節(jié)省維護(hù)時(shí)間。常見的電池管理系統(tǒng)（BMS）功能包括監(jiān)控放電深度（DoD）、溫度警告、電池組電壓，以及每塊電池電壓等參數(shù)。

雖然電池管理系統(tǒng)是維護(hù)蓄電池系統(tǒng)的強(qiáng)大工具，但鋰離子電池必須防止過度充電，并降低熱失控的風(fēng)險(xiǎn)。

5.自動(dòng)化維護(hù)

日常維護(hù)可最大限度地延長電池壽命和可靠性。并且必須根據(jù)制造商指南定期檢查每塊電池，其中包括免維護(hù)電池。

鉛酸電池的常規(guī)維護(hù)包括：

•清潔電池端子，并檢查電池線纜。

•檢查電解液液位，并定期補(bǔ)充電解液。

•使電池均衡（預(yù)定過充電），并實(shí)現(xiàn)電壓校準(zhǔn)。

為了便于維護(hù)，需要使用正確的工具，安排維護(hù)日程，并記錄實(shí)施維護(hù)的措施。

用戶無需測試大量電池即可發(fā)現(xiàn)哪種電池策略效果最有效。通過這五個(gè)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，可以更好地使用電池，并且節(jié)省更多的時(shí)間和費(fèi)用。

 

原標(biāo)題：從電池嚴(yán)苛測試中可以學(xué)到的五個(gè)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)