一、环流产生的原理剖析
在 UPS 系统中,当蓄电池组并联组数过多,且经过长时间使用后,一个不可避免的问题便会悄然出现 —— 环流。这一现象的根源在于电池内阻的变化。
我们知道,世界上没有完全相同的两片树叶,也没有性能参数完全一致的电池 。在长期使用过程中,每个电池的内阻都会逐渐产生差异,导致内阻值出现较大的差值。内阻的变化又会直接影响电池的电动势,使得各电池组之间的电动势也变得参差不齐。就好比一群跑步的人,一开始大家速度一致,但随着时间推移,有人体力好跑得更快,有人体力差逐渐落后,速度就出现了差异。
当电池组之间的电动势出现差异时,电动势大的电池组就如同一个充满能量的 “大力士”,会对电动势小的电池组放电。这就像水流总是从高处流向低处一样,电流也会在并联的电池组间形成一个循环流动的路径,我们把这种现象称为环流。例如,在一个由多组蓄电池并联组成的 UPS 系统中,使用数年后,部分电池组的内阻增大,电动势降低,而其他电池组则相对保持较好的性能,此时环流就会在这些电池组之间产生。
二、环流在充放电过程中的持续存在
环流的影响不仅限于电池组之间的静态关系,在 UPS 系统进行充放电的动态过程中,它也如影随形。在充电时,由于各电池组的内阻和电动势不同,它们接受充电的速度也不一样。内阻小、电动势大的电池组能够更快地吸收电荷,而内阻大、电动势小的电池组则充电缓慢。这就好比给不同大小的水桶注水,大水桶(内阻小、电动势大的电池组)很快就能注满,而小水桶(内阻大、电动势小的电池组)则需要更长时间。这种差异导致在充电过程中,电流会在电池组之间不断调整,形成环流。
在放电过程中,情况同样如此。各电池组的放电速度不同,电动势高的电池组会率先输出更多的电能,而电动势低的电池组则输出较少。为了维持整个系统的平衡,电流会在电池组之间流动,使得环流持续存在。