ups電源電流監(jiān)測系統(tǒng)框圖|電容和AMP放大器組成開關(guān)電容采樣電路,COMP高速比較器對數(shù)據(jù)進行量化,處理器對電路進行數(shù)字邏輯控制及編碼。偏置電路提供AMP放大器自啟動支路并產(chǎn)生V和V。時鐘模塊控制系統(tǒng)開關(guān),。由于ups電源的化學(xué)特性,在正常使用過程中,其內(nèi)部進行電能與化學(xué)能相互轉(zhuǎn)化的化學(xué)正反應(yīng),在某些條件下,如對其過充電、過放電或過電流,將會導(dǎo)致電池內(nèi)部發(fā)生化學(xué)副反應(yīng),該副反應(yīng)加劇后,嚴(yán)重影響電池的性能與使用壽命,并可能產(chǎn)生大量氣體,使電池內(nèi)部壓力迅速增大后爆炸而導(dǎo)致安全問題。因此,所有的ups電源都需要一個保護電路,用于對電池的充、放電狀態(tài)進行有效監(jiān)測,并在某些條件下關(guān)斷充、放電回路以防對電池發(fā)生損害
1)充電時不得高于最大門限電壓,放電時不得低于最小門限電壓。無論任何時間,ups電源電壓都必須保持在最小門限電壓以上,低電壓的過放電或自放電反應(yīng)會導(dǎo)致鋰離子括性物質(zhì)分解破壞,并且不可逆轉(zhuǎn)。2)ups電源任何形式的過充電都可能會導(dǎo)致電池性能受到嚴(yán)重破壞,甚至爆炸,因而在充電過程中,要盡量避免對電池過充電。
3)避免高溫。溫度過高有縮短壽命、引發(fā)爆炸的風(fēng)險,因此要遠(yuǎn)離高溫?zé)嵩础?br /> 4)避免凍結(jié)。多數(shù)理離子電池電解質(zhì)溶液的冰點為-40℃,低溫使得電池性能降低,甚至損害電池。
基于阻抗果蹤技術(shù)的電池管理單元,會在整個電池使用周期內(nèi)監(jiān)控單元阻抗和電壓失衡,并有可能檢測電池的微小短路(Micro-short),防止電池單元造成火災(zāi)乃至爆炸。對于ups電源包制造商來說,針對電池供電系統(tǒng)構(gòu)建安全且可靠的產(chǎn)品是至關(guān)重要的。電池包中的電池管理電路可以監(jiān)控ups電源的運行狀態(tài),包括電池阻抗、溫度、單元電壓、充電和放電電流以及充電狀態(tài)等,以為系統(tǒng)提供詳細(xì)的剩余運轉(zhuǎn)時間和電池健康狀況信息,確保系統(tǒng)做出正確的決策。此外,為了改進電池的安全性能,即使只有一種故障發(fā)生,例如過電流、短路、單元和電池包的電壓過高、溫度過高等,系統(tǒng)也會關(guān)閉兩個和ups電源串聯(lián)的背靠背(將電池單元斷開。
ups電源安全,過高的工作溫度將加速電池的老化,對于ups電源高度活性化的含能材料來說,這一點是備受關(guān)注的。大電流的過充電及短路都有可能造成電池溫度的快速上升。ups電源過充電期間,活躍的金屬鋰沉積在電池的正極,其材料極大地增加了爆炸的危險性。鋰離子將有可能與多種材料(包括電解液及負(fù)極材料)起反應(yīng)而爆炸。例如,鋰/碳插層混合物與水發(fā)生反應(yīng),并釋放出氫氣,氫氣有可能被反應(yīng)放熱所引燃;負(fù)極材料(諸如LiCoO),在溫度超過175℃的熱失控溫度限值(4.3V單元電壓)時,也將開始與電解液發(fā)生反應(yīng)。進行電池正負(fù)極的電子隔離,因為此類材料具有卓越的力學(xué)性能、化學(xué)穩(wěn)定性以及可接受的價格。聚烯烴的熔點范圍較低,溫度的升高并達到聚合體的熔點,材料的多孔性將失效,其目的是使鋰離子無法在電極之間流動,從而關(guān)斷電池。同時,熱敏陶瓷設(shè)備以及安全排出口,為ups電源提供了額外的保護。電池的外殼,一般作為負(fù)極接線端,通常為典型的鍍鎳金屬板。在殼體密封的情況下,金屬徽粒將可能污染電池的內(nèi)部。隨著時間的推移,微粒有可能遷移至隔離器,并使得電池正極與負(fù)極之間的絕緣層老化。而正極與負(fù)極之間的微小短路將允許電子肆意流動,并最終使電池失效。絕大多數(shù)情況下,此類失效等同于電池?zé)o法供電且功能完全終止。在少數(shù)情況下,電池有可能過熱、熔斷、著火乃至爆炸。這就是近期所報道的電池故障的主要根源, 使得一些廠商不得不將其產(chǎn)品召回。ups電源柜|2022,04,30,
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