张方红+邵寅+丁佳+邓松+彭祥+曾垂潘+钟德启+曾小琳
摘 要：探讨蓄电池组在UPS储能电源车工作工程中的发热特性，了解温度对蓄电池组的影响。根据对蓄电池组的特性研究，通过UPS储能电源车内的百叶窗结构、轴流风机、空调等多种通风和降温设备的集成设计，来实现蓄电池组在UPS储能电源车上工作时的散热需求。
关键词：蓄电池组；百叶窗；风机；散热；电源车
引言
在现代社会中，人们对科技的依赖越来越强烈，就比如开会、上学、工作等等。这就使得我们在日常的工作和生活里越来越不能缺少电能，在这样的环境下就使得大家对供电的多样化及安全性提出了更高的要求。在所有的从事电力行业的公司和供配电公司都无疑把电力系统的安全运行作为首要的任务[1]。在以往数不胜数的例子中我们可以知道，在不安全的供电环境下会发生怎样的严重事故，并且这些事故都会给我们个人和社会造成巨大的影响，所以提供安全的供电环境可以有效避免甚至消除安全隐患。
UPS储能电源车是一种不间断的供电系统，其工作原理就是在市电停电的情况下，如果启动发电机组供电的过程中肯定有一段时间是没电的，这种UPS储能电源车搭载着UPS主机，在市电停电到开启发电机组的这期间内可以利用蓄电池组供电，从而达到不间断电源的效果，使得一些应急场合（比如重要的会议）能顺利进行。所以蓄电池组的工作稳定性是UPS储能电源车是否正常运行的关键。
1 温度对蓄电池的影响
蓄电池是整个UPS储能电源车能否顺利运行的关键，通过对蓄电池的特性进行分析。阀控蓄电池最佳的工作温度为15℃-25℃，在此温度范围内，蓄电池能够保持最佳的工作状态，能够向直流设备源源不断的提供可靠的直流电源[2]。但是当蓄电池组周边的环境温度高于25℃的时候，这时蓄电池的容量就会高于额定容量，即当温度升高后，电解液的流动性会提高，化合反应加剧了蓄电池内部温度的升高，这时会使相当一部分的电流转换为热能，使蓄电池内部温度升高，造成恶性循环，致使蓄电池损坏；当蓄电池组周边温度降低的时候，蓄电池的电解液的粘度会增强，这样就会使得电解液的扩散速度变慢，蓄电池电阻增大，离子的运动由于受到较大的阻力，致使蓄电池内部的电化学反应变慢，蓄电池的容量下降。造成的恶性循环最后会损坏蓄电池[3]。
蓄电池的充电环境温度不要高于45℃，过高的温度会使蓄电池的电池板栅腐蚀和蓄电池的水分损失加快，造成电池栅板的腐蚀程度越来越严重，随着时间的推移，栅板层越来越厚，这样就会使得栅板产生形变和拉伸，同时造成栅板的活性物质脱落，使得蓄电池的电阻增大、容量下降，最后使得蓄电池损坏。
以上所述表明UPS储能电源车车厢温度的控制对蓄电池的充电放电有着很重要的影响，该UPS储能电源车就是通过空调、百叶窗和轴流风机进行车厢内部的散热，合理集成配置车厢散热结构，达到蓄电池组的最佳工作环境，有效保障UPS储能电源车的保供电效率和提高运行的可靠性。
2 车厢内部散热设计
2.1 UPS储能电源车通风散热综述
由于蓄电池组装在UPS储能电源车的车厢内，在工作过程中会产生温度，高温会对蓄电池组的寿命产生影响，所以，该UPS储能电源车必须设计一套散热系统，从图1中可以知道该UPS储能电源车的散热总体是这样的，首先空调产生的冷空气可以为蓄电池组降温，然后通过三台轴流风机加快热空气的排出，最终通过排风百叶窗排出窗外。通过一系列的计算可以设计出满足蓄电池组的高效运行环境要求的散热系统。
2.2 UPS储能电源车通风散热所需排风量
Q需排=Q进风
（1）实际进风量计算
上面公式中的进风即为空调的进风，通过查询本电源车空调的参数可知进风面积为7.5（m3）。
（2）实际排风量计算
通过计算进排风面积与实际UPS储能电源车车厢进排风比较。
综上可得，Q排>Q需排。UPS储能电源车的进排风集成系统满足条件能够有效完成车厢蓄电池组周边的散热。而且车箱上还安装了3个排量为9L/min的轴流风机可以加快散热。
2.3 蓄电池组空冷的方式
该UPS储能电源车车厢所配置的蓄电池组的散热方式还是采用空气作为散热介质来完成的，已能了解整个车厢的散热过程，那么空调是如何给蓄电池组散热的呢？目前多采用的空冷主要有串行通风方式，如图3所示。这就要求在电池包结构上设计有相应导风口，尽量减小空气流动阻力，保证气流的均匀性。
串行情况下一般是使空气从蓄电池一侧流往另外一侧，从而达到带走热量的效果。因此气流会将先流过的地方的热量带到后流过的地方，从而导致两处温度不一致且温差较大。可以看出：采用空气作为传热介质的主要优点有：结构简单、质量轻、有害气体产生时能有效通风，且成本较低。
3 车厢内部的隔热
除了内部的降温，加强整车的隔热也能有效防止蓄电池组的温度升高，因为很多时候，该UPS储能电源车经常会开到户外使用，而户外天气常常处于高温状态，这就使得车厢内温度升高，同样蓄电池组的温度也随之升高，因此，UPS储能电源车也需要作相应的隔热设计。主要由两个方面来实现该UPS储能电源车车厢的顶棚隔热设计。
（1）车厢顶棚阻尼处理，表面喷涂隔热阻尼胶，喷涂厚度：2-3mm。
（2）车厢顶棚发泡处理，发泡厚度：30-40mm。
车厢顶部的表面喷涂可以隔绝热量的隔热阻尼胶来进行隔热，喷涂的厚度达2mm-3mm，在喷涂完成后，在隔热阻尼胶的上进行发泡设计，发泡的厚度为30mm-40mm，这样可以加强隔热效果，也可以降低噪音。通过这些隔热措施的实现可以有效的减少或者隔绝热量进入车厢内部，使得车厢的温度不会过高，从而保障UPS储能电源车的正常运行。
4 车厢内部的加热
上述已提及了很多有关车厢内蓄电池组的散热方案，但是影响蓄电池的使用和寿命的除了高温还有低温因素。同样的，低温对于蓄电池组的运行影响也很大。这种UPS储能电源车需要在野外温度极低的环境下使用，为此，在车厢上为蓄电池组配备了空间加热器（见图4），并且配套了相应的温控系统，这样就能保证车厢内的蓄电池组处于最佳的工作温度。
5 结束语
根据蓄电池特性的全面分析通过对UPS储能电源车车厢内部的合理集成配置，可以有效对蓄电池的散热和升温进行控制，这种蓄电池组的设计与实现，保证了UPS储能电源车的正常运行，提高了各种保供电场所的使用可靠性，减少人民群众的生命及财产的损失。
参考文献
[1]何正友.配电网故障诊断[M].成都：西南交通大学出版社，2011.
[2]刘庆生.温度对蓄电池的影响[J].湖北电力，2009（08）：45-46.
[3]徐甲强，张海林，陈小娜，等.环境温度对阀控密封铅酸蓄电池生产及应用的影响[J].蓄电池，2007，44（1）：19-21.
作者简介：张方红（1969，08-），男，汉族，贵州兴义，大学专科，工程师，主要研究方向：配网建设管理。
邵寅（1974，08-），男，汉族，上海，大学专科，技术员，主要研究方向：配网自动化技术管理。
