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南都蓄电池组连接的可靠性分析
南都蓄电池组连接的可靠性分析
在广泛使用的南都蓄电池供电系统中，为了提高蓄电池供电系统的可靠性，常采用以下两种蓄电池的连接方式。
1)将单体蓄电池先串联后并联的组合方式。
2)将单体蓄电池先并联后串联的组合方式。
(1)先串后并联的组合方式可靠性。将单体南都蓄电池先串联后并联的组合方式可用来提高供电系统的可靠性，即当单体蓄电池先串联后已不能保证用户提出的可靠性要求时，就可以再并联一组同规格的单体串联蓄电池组来提高其可靠性。
如果假定各单只蓄电池的可靠性相同且Pi=0.99，则图2-5中Pu是单体串联铅酸蓄电池组可靠性，这两部分是串并联冗余的关系。那么根据可靠性并联的计算公式，单体串联蓄电池组的可靠性Pu为
Pu=Pi/n (2-4)式中：九为单体串联蓄电池个数。
蓄电池先串联后并联的组合方式的系统可靠性Pa是
Pa=I-(I- Pu)(I- Pu)×…×(I- Pu) (2-5)
由上面的结果可以看出，两个可靠性都为0.99的单元并联后，其可靠性增加到100倍，不可靠性由百分之一下降到万分之一。
(2)先并联后串联的组合方式可靠性。将单体南都蓄电池先并联后串联的组合方式可用来提高供电系统的可靠性，即当单体蓄电池先并联后已不能保证用户提出的可靠性要求时，就可以再将同规格的单体蓄电池组并联后再串联来提高其可靠性。为了有一个量的概念，图2-6给出了先并联后串联的组合方式的可靠性模型图。
如果假定各单只蓄电池的可靠性相同且Pi=0.99，则图2-6中Pe是单体并联蓄电池组可靠性，这两部分是并联冗余的关系。那么根据可靠性并联的计算公式，单体并联蓄电池组的可靠性Pu是
Pe=nPi (2-6)
蓄电池先并联后串联的组合方式的系统可靠性Pp是
Pp=1-(1-Pe)(1-Pe)×…×（1-Pe） (2-7)
由上面的计算公式可以从理论上定性和定量地看出可靠性的趋势是
Pp>Pi (2-8)
显然，采用先并联后串联的方式组成的蓄电池组，其可靠度将比先串联后并联的方式高。如果考虑到各单只蓄电池电池检测仪的不均匀性，那么这种先并联后串联的连接方式对防止出现两组蓄电池偏流有利。
(3)南都蓄电池组并联使用的利弊。长期以来，无论是国内还是国外，也不论是数据中心、通信、电力系统还是UPS系统，人们都习惯于用两组蓄电池并联起来与一台UPS或一个系统的用电设备配套使用。这种并联使用的方式竞成了设计者们和使用者们的一条必须遵循的原则，但在工程实践中可以得出的结论与其不同，因为在系统的工作中，只要用户能按照蓄电池生产厂家的使用说明书对蓄电池维护和保养好，只用一组蓄电池其可靠性完全可达到用电系统对蓄电池提出的可靠性要求，而且这一组蓄电池的使用效果（如蓄电池的稳定性、可靠性、均衡性，尤其是蓄电池的使用寿命等）会比用两组蓄电池并联使用时的情况好得多。
在并联电路中，总电压等于各分路电压。也就是说，加在并联的两组蓄电池中的每一组蓄电池发电机上的充电电压与总充电电压相等，即U总=U1=U2。又根据I=U/R的公式，经过计算可以得知I1≠I2（因为两组蓄电池的内阻肯定是不会一样的，即R1≠R2，在Ul=U2情况下，肯定得出I1≠I2的结果）。这就是说，在同样大小的充电电压情况下，两组并联使用的蓄电池组，其每一组所得到的充电电流是不一样的，内阻大的其充电电流小，内阻小的其充电电流大。这样，就有可能造成充电电流小的那组蓄电池经常处于充电不足的状态，久而久之，这组蓄电池可能因长期亏电导致硫酸盐化更加大其内阻，其内阻越大，充电电流更小，由于造成了这样一个恶性循环而导致这组蓄电池的使用寿命大大缩短。而只用一组蓄电池就不存在这种情况。就此一点，足以说明蓄电池发电机单组使用的效果远远好于并联使用的效果。在实际工程中，在用一组蓄电池就可以满足用电设备需要的情况下，不要用两组蓄电池并联使用，否则既会缩短蓄电池的使用寿命，增加使用成本，又会降低蓄电池的综合性能。如果设备的功率大，用两组蓄电池并联仍不能满足设备功率的需要，而采用2组以上，如3组、4组，甚至更多组的蓄电池并联使用，那就更无必要，两组蓄电池并联使用已经带来了诸多的不利，更多组蓄电池的并联使用就更复杂、更不利了。在这种情况下，一定要选用能够满足设备功率需要的大容量型号的蓄电池，若12V系列蓄电池中没有大容量规格的，可以选用2V系列蓄电池，目前国内已有的2V系列蓄电池的最大容量可以达到6000Ah。
从提高备用电源供电的可靠性这一点来考虑也是可以理解的，万一交流电停电，两组蓄电池中有一组不能供电时还可以有另外一组高压直流电源来保证，假若从这一角度出发考虑采用蓄电池组并联使用，选用两组蓄电池应有独立的均浮充电系统，即系统发电机充电器的冗余设计。若是为了提高供电容量的设计，可在放电回路采用接触器控制，即在由系统供电时接触器闭合，两套蓄电池组并联供电，当市电旁路供电恢复后，两组蓄电池组解除并联。若两组蓄电池为互为备用设计，可采用两组蓄电池组互相切换方式，既可提高系统的可靠性，又可使两组蓄电池轮流向负载供电，以提高蓄电池的使用寿命。
