引言

我局所辖无人站房，遍及新疆天山南北，纬度跨度较大，各地气候差异也很大，有的站房建在山区，有的修建在高海拔地区，到了冬季没有市电的站房就全靠太阳能供电。在冬季部分站房温度低于零度以下，对电池的容量和使用寿命有很大的影响。

一、蓄电池使用环境温度与蓄电池寿命的关系：

1、蓄电池的充放电是一个电化学过程，影响该过程最大的因素是温度。

2、在25°C时运行，是设计制造和使用VRLA蓄电池的理论寿命。

3、根据电化学理论，蓄电池容量随环境温度而改变。当环境温度上升，蓄电池容量增加。温度下降，容量减少。在温度/容量值曲线图中我们就可以清晰的看出容量随温度的变化关系是呈现出成近似正比的，温度越高则容量越高，温度越低则容量越低。从图中还可以看出电池容量越大，则其受温度影响的程度越低。

下图为蓄电池使用环境温度和放电容量之间的关系图：

二、 为了提升冬季寒冷地区无人站房使用的蓄电池放电容量，特设计了冬季蓄电池保温系统，该方案包括可装卸蓄电池保温护套和红外线辐射膜加热保温两个部分。

1、蓄电池保温套

蓄电池外部保温套是用保温材料作保温套进行隔热保暖，此种方式保温套内的温度随机房环境温度变化较小。但是由于蓄电池本身在冬季几乎是不发热的，所以严格的说，保温套在冬季不起加热的作用，只起到隔热的作用，它对蓄电池在没有热源的情况下所起的作用不大。反之保温套对发热体会起到保温作用，配合红外线辐射膜加热系统就会大大提高蓄电池的温度。为了提高保温套的使用灵活性，制作保温套时我们采用了灵活的上盖板、前盖板和左右盖板为可拆卸式保温套。

2、红外线辐射膜简介

红外线辐射膜是利用红外线对蓄电池进行加热。红外线辐射膜特点是重量轻、体积小、厚度很薄、很适合放在蓄电池夹层之间。它是利用蓄电池的自身直流电逆变为交流电供自身发热用，所以要从蓄电池正负两级接出两条线，供逆变器使用，再由逆变器输出交流电供红外线辐射膜工作，散发出热量。红外线辐射膜的控制由一个温度控制器来完成，将一个温度控制器安装在红外线辐射膜与蓄电池之间，当红外线辐射膜发出的红外线将蓄电池加热到规定好的温度时，温度控制器将蓄电池与逆变器断开，逆变器停止工作，红外线辐射膜不再发出红外线；当温度低于规定值时，温控器将蓄电池与逆变器接通，逆变器开始工作，给红外线辐射膜供给交流电，红外线辐射膜发出红外线，蓄电池开始升温，由此来达到蓄电池的温度控制。红外线辐射膜的加温时自身温度40度，不会对蓄电池造成火灾隐患，而且它对蓄电池的加温是由红外线辐射膜发出的红外线来完成的，不是由自身温度来提高的，最高辐射温度只能达到30度，不会使蓄电池过温。另外红外线的加热方式，散热均匀，在保温套内各点的温度相同，加热快，极大的提高了蓄电池的效率。

三、耗电量分析

本设备在加热状态下，工作电流5-6安培，一组2000AH的蓄电池组，即使全天工作每天最多消耗蓄电池容量140安时，转换电量为6A*24h*50V=7.2千瓦，但是如果将零度的蓄电池加热到15度，那么每天蓄电池容量将从82%提高到96％左右，2000安时蓄电池电量效率增加100-300安时（蓄电池容量增加10％－15％：15%*2000ah=300AH ） ，另外有了温控器的控制，本设备只是在温度低于控制温度时加热，也就是说每天消耗还小于120安时，对蓄电池的影响较小。因此通过计算后，发现本设备提高的电池容量，远远大于本身消耗电量。对于降雪量较大的地区的无人站，有时迫于一些地理条件，可能不能及时为太阳能极板除雪，造成蓄电池长时间放电，本系统可以延长蓄电池组的放电时间，便于维护人员有时间上站作应急处理。

四、实施方案示意图

（1）红外线辐射膜结构图

（2）机房蓄电池保温套示意图

（3）红外线辐射膜加热系统接线图

（4〉安装方位示意图

五、设备选型

(a)红外辐射膜

(b)ＤＣ／ＡＣ逆变器

(c)温度控制器

六、每站设备材料投资估算

红外线辐射膜、逆变器、保温套材料、镀锌角钢、加工费、线料及材料运费(合计：6090.00元)。

七、消防安全

本设计的发热元件采用红外线加热方式，自身最高温度４０度，红外线加热温度控制器控制最高温度３０度，不会对蓄电池造成安全隐患。

目前我局维护的14个无人站温度低于两度,最低的已达零下五度，各站具体数据请见附件。

通过附件可明显的看出无人站实施的保温系统效果非常明显，如萨孜无人站蓄电池箱内湿度由12.8度上升到16.6度，蓄电池保温系统经过一年多的运行，取得了意想不到的效果，站房温度普遍上升了4—5度，在冬季温度较低的无人站蓄电池容量的到了较大的提升。

附件：无人站实施保温前、后效果对比表

参考资料：[1 ] 青海无人站保温实施方案

          [2 ] 周志军  铅酸蓄电池容量大小与温度有关