蓄電池充電機的浮充功能是否能解決蓄電池熱失控問題？
2018-10-15 9:30:12??????點擊：
在高可靠的電源系統（直流電源或UPS）中，蓄電池有非常重要的地位，是提高系統可靠性與實現系統功能的保證，為了提高蓄電池本身可靠性且讓蓄電池處于最佳工作狀態，電源和UPS都有蓄電池管理功能，如蓄電池充電機浮充、均充、溫度補償、在線測試和欠壓保護等等。除此之外，還可外加蓄電池專用監控系統，可測蓄電池組電壓、電流、溫度，各單體電壓，有的還可測量內阻等，可以說是一個非常完美的系統，但在實際使用時，仍然會存在一些問題：各種數據采集上來了，但如果沒有應用好，還是不能發現并解決問題。
舉一個真實的案例：2017年？月處理一起蓄電池熱失控事故，這個事故以及其他幾起事故一樣，源于蓄電池熱失控，而且都有預兆，如果能及時處理還是能避免事故（該事故后，客戶安排一次全網蓄電池排查，按指導發現并處理幾起處于萌芽狀態的蓄電池），因此總結出來以達拋磚引玉之功效，供業內同行交流完善，期待更優的蓄電池監控方案讓廠家和客戶受益。
本報告為不讓讀者產生聯想，所以不配原始照片，原始監控信息截圖也重新排版，最大限度客觀公正的交流本次案例，原蓄電池改名為：土特，用戶名改為：（三大通信公司之一）。
一、設備信息：
1.1 設備型號： 維諦技術有限公司Netsure 801 CA6 2、負載電流： 788A
1.2 系統配置： 配套三組48V 3000AH土特牌蓄電池 4、故障時間： 2017-？-25
系統最大電流：788+6000*0.1=1388A，按要求可配16只，所以配置有富余。
二、事件經過（以后臺監控時間分析）：
2017-？-24 凌晨1：11分起發生定時均充；2017-？-24 13：11：08強制轉為蓄電池充電機浮充狀態；維護人員發現兩組土特電池有鼓脹變形且表面溫度高。
三、故障原因分析：
3.1 知識點：關于部分充電參數設置
維諦電源關于蓄電池管理部分參數很強大，可依據蓄電池的參數進行精確管理：
> 均充功能可開啟或關閉，均充參數可設置；
>可按需開啟定時均充，周期與每次均充持續時長均可設置；
>定時均充主要功能是均衡蓄電池單體間的電壓差異，每次持續時間是固定且可設置的。
>有幾種蓄電池測試功能，適合各種需求；
>有蓄電池溫度補償功能，可保證在全溫度區間蓄電池處于最佳工作狀態。
因土特蓄電池需要均充功能，所以系統開啟了均充功能，機房電源設定均充保護時間為12小時，小于土特蓄電池推薦均充時間16小時（電池殼體上印刷），確認所有參數設置正確。
3.2 數據分析
3.2.1 經導出監控M810G的歷史控制數據（已忽略模塊控制及告警信息），可以確認？月24日1：11分的均充是由定時均充觸發；均充12小時后顯示因Time out轉蓄電池充電機浮充，是由均充保護時間到觸發！
從正常曲線可看出，電池均充后主要有兩個階段，恒流充電階段與恒壓充電階段，轉均充初期是恒流充電階段，電流最大，隨著充電電壓上升到均充電壓后，電流會慢慢變小，充電后期電流幾乎為0；
3.2.3 再繼續分析機房的蓄電池（分析損壞的第一組蓄電池數據）：
均充從1：11分起，1：12分達初期均充電壓56.3V，進入恒壓充電狀態；
蓄電池電流在1：12分達到初期最大值135A，然后慢慢下降到118A、104A、93A，可看出蓄電池一直未達限流點（300A），說明蓄電池電量比較足，所以從1:12分起充電電流已處于下降階段，到1:16分已下降至最低值93A，整體趨勢（不考慮數值大小）符合充電曲線；
3.2.4.到10:31分時達電流突然增大到185A，再增加到196A，最大達到206A，這一段明顯不符合蓄電池充電特性曲線，說明電池在此前已經積累了熱失控的條件，最終熱失控才會導致電流異常增大！
3.2.5 從3.2.4的表也可看出，整個周期內，蓄電池電流均未超過300A（即0.1C10），說明電源限流功能是正常；
3.2.6 依據YDT799-2010閥控電池標準的7.20.3部分定義（定義為蓄電池充電機浮充恒壓狀態），在恒壓狀態下，蓄電池電流變化大于50%就可能發生熱失控，在第一個恒壓同期內從最小92A變到216A，變化超2倍，所以很大概率判斷蓄電池發生熱失控，表現之一就是變形鼓脹；
3.2.7 從后臺監控的電池電流數據也能發現蓄電池在均充之前已有異常：從5月15日（最早的數據）起電流為7.4A，第一組蓄電池充電機浮充電流一直在慢慢增大，至5月23日該電流已增大到10.9A，而這個值在蓄電池充電機浮充條件下應接近于0（電池組二、三均為0），如果依據這樣的趨勢，即使不發生均充，蓄電池也會發生故障！
3.2.8 關于蓄電池充電機浮充電流大小的標準
關于蓄電池充電機浮充狀態下蓄電池電流應該多大？查詢國內沒有相關標準，我們在IEEE1188-2005中找到對應的參數及標準；
該標準說明了在蓄電池充電機浮充狀態下達到穩態的蓄電池，可能會有微弱的充電電流，該電流與蓄電池容量有一定的比例關系，每100AH大約會有不超過50mA的電流，折合成3000AH的蓄電池最大應該為4.5A，超過的基本可判斷為異常；
依據我們經驗，正常蓄電池充電機浮充達到穩態了，是基本測不到電流的（很小）；
標準也給了一個極限數據，如果這個電流超過三倍了，肯定就是故障了，可能的問題是：電池單體失水、負極自放電、內部短路；而依據監控數據，在均充前該組蓄電池電流達到10.9A，遠超過標準，所以，我們可確認，在均充前蓄電池已損壞！！！
3.2.9 關于蓄電池充電機浮充電流的業內專家佐證
向一位在國內知名蓄電池廠家朋友了解到，他們內部有一個標準，正常狀態下蓄電池充電機浮充電流超過0.5%充電電流。按充電電流為0.1C10倍率算，每安時電流蓄電池充電機浮充電流應不超0.05%A，換算成100AH的蓄電池則電流為0.05A（即 50 mA），結果與IEEE1188-2005的參考蓄電池充電機浮充電流定義完全一致。
四、結論：
4.1 從電源的控制邏輯分析，電源邏輯是正確的；
4.2 從電源的限流特性分析，電源準限定了充電電流，整個周期沒有超過0.1C10，滿足電池的要求；
4.3 電池異常發生在均充周期前，只是因蓄電池的定期均充加速了由量變到質變的過程；
五、建議：
5.1 機房未配置空調，環境溫度較高，建議配置空調，降低熱失控風險并提高電池壽命。
5.2 為維護人員配置紅外成像儀，用于快速發現溫度異常的單體與連接點。
5.3 依據多次蓄電池問題處理經驗，蓄電池充電機浮充狀態下的充電電流很有參考價值，如果監控上來，可以發現早期熱失控狀態的蓄電池：本次事件后，公司依據我方建議，組織維諦、土特、維護人員做了一次巡檢，發現幾組處理熱失控早期的蓄電池，經過土特售后工程師的處理（補水、調整蓄電池間隔），后面運行正常。
5.4 蓄電池充電機浮充電流是蓄電池一個非常重要的參數，需要重點關注，本案例如能提前對蓄電池進行處理，不僅可挽救兩組3000AH蓄電池，更可降低機房安全風險。
5.5 如果機房沒有配空調，建議啟用溫度補償功能，溫度高了可適當降低充電電壓，降低熱失控風險。
舉一個真實的案例：2017年？月處理一起蓄電池熱失控事故，這個事故以及其他幾起事故一樣，源于蓄電池熱失控，而且都有預兆，如果能及時處理還是能避免事故（該事故后，客戶安排一次全網蓄電池排查，按指導發現并處理幾起處于萌芽狀態的蓄電池），因此總結出來以達拋磚引玉之功效，供業內同行交流完善，期待更優的蓄電池監控方案讓廠家和客戶受益。
本報告為不讓讀者產生聯想，所以不配原始照片，原始監控信息截圖也重新排版，最大限度客觀公正的交流本次案例，原蓄電池改名為：土特，用戶名改為：（三大通信公司之一）。
一、設備信息：
1.1 設備型號： 維諦技術有限公司Netsure 801 CA6 2、負載電流： 788A
1.2 系統配置： 配套三組48V 3000AH土特牌蓄電池 4、故障時間： 2017-？-25
系統最大電流：788+6000*0.1=1388A，按要求可配16只，所以配置有富余。
二、事件經過（以后臺監控時間分析）：
2017-？-24 凌晨1：11分起發生定時均充；2017-？-24 13：11：08強制轉為蓄電池充電機浮充狀態；維護人員發現兩組土特電池有鼓脹變形且表面溫度高。
三、故障原因分析：
3.1 知識點：關于部分充電參數設置
維諦電源關于蓄電池管理部分參數很強大，可依據蓄電池的參數進行精確管理：
> 均充功能可開啟或關閉，均充參數可設置；
>可按需開啟定時均充，周期與每次均充持續時長均可設置；
>定時均充主要功能是均衡蓄電池單體間的電壓差異，每次持續時間是固定且可設置的。
>有幾種蓄電池測試功能，適合各種需求；
>有蓄電池溫度補償功能，可保證在全溫度區間蓄電池處于最佳工作狀態。
因土特蓄電池需要均充功能，所以系統開啟了均充功能，機房電源設定均充保護時間為12小時，小于土特蓄電池推薦均充時間16小時（電池殼體上印刷），確認所有參數設置正確。
3.2 數據分析
3.2.1 經導出監控M810G的歷史控制數據（已忽略模塊控制及告警信息），可以確認？月24日1：11分的均充是由定時均充觸發；均充12小時后顯示因Time out轉蓄電池充電機浮充，是由均充保護時間到觸發！
一般由定時均充觸發的均充是屬于定期均衡性充電，不是因為蓄電池容量不足，主要是為均衡各單體電壓，因監控設置了定時均充，所以系統有定時均充動作是符合邏輯的！
正常條件下的定時均充，均非電量不足引起，因此一般都不會觸發均充保護，本例由均充保護時間觸發，說明在第一個均充周期內，有異常！
從正常曲線可看出，電池均充后主要有兩個階段，恒流充電階段與恒壓充電階段，轉均充初期是恒流充電階段，電流最大，隨著充電電壓上升到均充電壓后，電流會慢慢變小，充電后期電流幾乎為0；
3.2.3 再繼續分析機房的蓄電池（分析損壞的第一組蓄電池數據）：
均充從1：11分起，1：12分達初期均充電壓56.3V，進入恒壓充電狀態；
蓄電池電流在1：12分達到初期最大值135A，然后慢慢下降到118A、104A、93A，可看出蓄電池一直未達限流點（300A），說明蓄電池電量比較足，所以從1:12分起充電電流已處于下降階段，到1:16分已下降至最低值93A，整體趨勢（不考慮數值大小）符合充電曲線；
3.2.4.到10:31分時達電流突然增大到185A，再增加到196A，最大達到206A，這一段明顯不符合蓄電池充電特性曲線，說明電池在此前已經積累了熱失控的條件，最終熱失控才會導致電流異常增大！
3.2.5 從3.2.4的表也可看出，整個周期內，蓄電池電流均未超過300A（即0.1C10），說明電源限流功能是正常；
3.2.6 依據YDT799-2010閥控電池標準的7.20.3部分定義（定義為蓄電池充電機浮充恒壓狀態），在恒壓狀態下，蓄電池電流變化大于50%就可能發生熱失控，在第一個恒壓同期內從最小92A變到216A，變化超2倍，所以很大概率判斷蓄電池發生熱失控，表現之一就是變形鼓脹；
3.2.7 從后臺監控的電池電流數據也能發現蓄電池在均充之前已有異常：從5月15日（最早的數據）起電流為7.4A，第一組蓄電池充電機浮充電流一直在慢慢增大，至5月23日該電流已增大到10.9A，而這個值在蓄電池充電機浮充條件下應接近于0（電池組二、三均為0），如果依據這樣的趨勢，即使不發生均充，蓄電池也會發生故障！
3.2.8 關于蓄電池充電機浮充電流大小的標準
關于蓄電池充電機浮充狀態下蓄電池電流應該多大？查詢國內沒有相關標準，我們在IEEE1188-2005中找到對應的參數及標準；
該標準說明了在蓄電池充電機浮充狀態下達到穩態的蓄電池，可能會有微弱的充電電流，該電流與蓄電池容量有一定的比例關系，每100AH大約會有不超過50mA的電流，折合成3000AH的蓄電池最大應該為4.5A，超過的基本可判斷為異常；
依據我們經驗，正常蓄電池充電機浮充達到穩態了，是基本測不到電流的（很小）；
標準也給了一個極限數據，如果這個電流超過三倍了，肯定就是故障了，可能的問題是：電池單體失水、負極自放電、內部短路；而依據監控數據，在均充前該組蓄電池電流達到10.9A，遠超過標準，所以，我們可確認，在均充前蓄電池已損壞！！！
3.2.9 關于蓄電池充電機浮充電流的業內專家佐證
向一位在國內知名蓄電池廠家朋友了解到，他們內部有一個標準，正常狀態下蓄電池充電機浮充電流超過0.5%充電電流。按充電電流為0.1C10倍率算，每安時電流蓄電池充電機浮充電流應不超0.05%A，換算成100AH的蓄電池則電流為0.05A（即 50 mA），結果與IEEE1188-2005的參考蓄電池充電機浮充電流定義完全一致。
四、結論：
4.1 從電源的控制邏輯分析，電源邏輯是正確的；
4.2 從電源的限流特性分析，電源準限定了充電電流，整個周期沒有超過0.1C10，滿足電池的要求；
4.3 電池異常發生在均充周期前，只是因蓄電池的定期均充加速了由量變到質變的過程；
五、建議：
5.1 機房未配置空調，環境溫度較高，建議配置空調，降低熱失控風險并提高電池壽命。
5.2 為維護人員配置紅外成像儀，用于快速發現溫度異常的單體與連接點。
5.3 依據多次蓄電池問題處理經驗，蓄電池充電機浮充狀態下的充電電流很有參考價值，如果監控上來，可以發現早期熱失控狀態的蓄電池：本次事件后，公司依據我方建議，組織維諦、土特、維護人員做了一次巡檢，發現幾組處理熱失控早期的蓄電池，經過土特售后工程師的處理（補水、調整蓄電池間隔），后面運行正常。
5.4 蓄電池充電機浮充電流是蓄電池一個非常重要的參數，需要重點關注，本案例如能提前對蓄電池進行處理，不僅可挽救兩組3000AH蓄電池，更可降低機房安全風險。
5.5 如果機房沒有配空調，建議啟用溫度補償功能，溫度高了可適當降低充電電壓，降低熱失控風險。
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