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来源：北京智宏科信科技发展有限公司
铅酸蓄电池以技术成熟、放电性能佳、适用温度范围广、原料来源丰富等优点，在各行业机房无可替代。2022年铅蓄电池产量 23655 万kVAh。2023年全年中国铅酸蓄电池产量为24500kVAh，同比增长3.6%;中国铅酸蓄电池市场规模预计为1750亿元，同比增长3.9%。随着全球科技发展铅酸蓄电池市场需求持续增长，产量与应用逐年上升。
铅酸蓄电池在长期亏电保存、经常过放电、长期充电不足、低温扰动等情况下，逐渐在负极表面形成一层致密坚硬的硫酸铅层，这种形式的硫酸铅是难溶物质，致使铅酸蓄电池在正常的充电中欧姆极化、浓差极化增大，极板充电接受率降低，在活性物质尚未充分转化时已达极化电压产生水分解电池迅速升温使充电不能继续下去，导致铅酸蓄电池容量降低、寿命缩短。铅酸蓄电池70%以上的失效，都是由该模式引起的。
铅酸蓄电池的失效主要原因是自身不可逆硫化的问题导致容量下降，使用寿命远低于设计使用寿命(2V设计寿命10-15年，使用寿命6-8年，12V设计寿命8-10年，使用寿命3-5年)。使用中，随着不可逆硫化的逐渐增大使得铅酸蓄电池失水、极板腐蚀、极板软化、电池鼓包、漏液等情况发生的几率增大，存在较大安全隐患。
使用中，铅酸蓄电池长期处于浮充状态，日常监控系统或手动测量都是在浮充状态下进行的，电压、内阻显示的并非真实情况，基础的数值告警运维人品并没有很好的解决办法，造成铅酸蓄电池过早报废，另外，蓄电池在生产、回收环节都存在严重的铅、酸污染，废旧铅酸电池铅酸腐蚀后溢出的含铅重金属和酸性物质，不但严重污染土壤和水源，对空气环境、生态平衡也会造成破坏，同时对人体的神经、造血、消化、肾脏、心血管和内分泌等多个系统造成危害，甚至引起铅中毒。
通过有效减轻电池报废的环境污染问题，节约能源，保护环境，具有巨大的经济效益和社会效益。随着我国宣布力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和目标，通过在电力、军事、交通等行业，为铅酸蓄电池安全可靠、降本增效、简易运维上提供革命性技术，可服务万亿级市场。
1.基本构成
蓄电池保护装置是集成了检测电路、谐波共振电路、纹波抑制电路、保护电路等功能为一体的智能设备。
2.基本原理
蓄电池能量保护装置采用了先进的电流型复合谐波脉冲共振技术。该技术通过特定频率的脉冲电流，精准地击碎不可逆的硫酸铅晶体。在此过程中，该技术确保了铅酸蓄电池的极板不受损伤，同时使被击碎的晶体分解并顺利融入电解液中，再次参与到电化学反应之中。此技术的应用显著延长了铅酸蓄电池的使用寿命，预期可延长1至3倍，从而大幅提升了备电系统的安全可靠性，并有效降低了人力运维的成本和难度。
技术路线图
基本原理图
3.产品优势
（1）安全性能好
通过提供在线维护服务，以防止硫化现象的发生，实现高效修复，确保设备性能的稳定，避免因过度硫化后造成的极板腐蚀、极板软化、鼓包、漏液等安全隐患，全面保障安全。
（2）节省成本
能够有效预防蓄电池因硫化问题造成的容量下降，延长设备的使用寿命，能够节省投资成本；通过更换单体来救活整组设备，进一步节省了放电和巡检的费用，同时降低了因蓄电池故障导致的经济和时间成本，实现了成本的显著降低，提升了系统稳定性和可靠性。
（3）减轻工作量
减少了人员巡检的次数，降低了在极端环境下巡检的危险性，并解决了人力难以应对的问题，从而显著减轻了工作人员的负担。
（4）节能环保
通过减少蓄电池损耗和更换需求，降低电池报废率，减少铅矿的开采，减少污染，降低对人类健康的潜在危害，促进资源节约和环境保护。
（5）先进高效
该装置的设计融合了多项先进技术，为解决蓄电池问题提供了创新方案，确保了蓄电池在最佳状态下运行，提升系统效能。
1.谐波脉冲共振修复技术的应用
（1）电压型谐波脉冲共振修复技术
1）技术定义
采用电感与电容或二极管电路产生的脉冲共振修复技术产品，其输出“脉冲电流强度”相对于电流型共振产品较小，输出“脉冲电流强度”是通过调整其脉冲宽度（电压）来实现的。以上所指的“脉冲电流强度”值是电压型技术产品通过调整脉冲幅度（电压），通过I=U/R公式，最终折算成所谓的“脉冲电流值”，故不是真正意义的脉冲电流。
2）技术特点
①输出低电流、高电压脉冲；
②脉冲电流强度一般为mA级，脉冲电压幅度高达百伏甚至千伏；
③产生电压型复合谐波脉冲方式的技术含量较低；
④电压型共振技术所供给的能量无法完全兼顾和满足所有串联工作特点的电池，不能使其所有的单体电池都获得均等的能量，即原电池组中性能较差的单体电池获得的能量越来越少，而性能较好的单体电池获得的能量则越来越多；通常对串联较多单体电池的电池组两端的几只单体电池有一定的效果，但对其余的单体电池（尤其中间部分的单体电池）效果不明显，不能最有效地改善蓄电池组的均衡特性，这对电池组整体容量的最大恢复将产生一定的影响。
（2）电流型谐波脉冲共振修复技术
1）技术定义
采用脉动电流与电流型复合谐波发生电路相结合产生的脉冲共振修复技术（注：非传统的在直流充电电流基础上叠加脉冲方式，输出的脉冲电流为KHZ量级，脉冲电流值最大（强度）为A级，脉冲电压单格幅度值（即纹波输出干扰值）为mV量级；
2）技术特点
①输出脉冲电流强度相对于电压型共振产品较大；
②输出的是大电流、低电压脉冲；
③产生电流型复合谐波脉冲方式的技术含量较高；
④所供给的能量完全能兼顾和满足所有串联工作特点的各单体电池，使其都能获得均等的能量；即原电池组中性能较差的单体电池与性能较好的单体电池都能获得均衡的脉冲能量，有效改善蓄电池组的均衡特性。
2.无源与有源谐波脉冲工作模式
（1）有源脉冲共振工作模式
设备通过外部能量转换单元进行工作，设备输出最大脉冲电流强度A量级、脉冲电压单格幅度值为mV量级；
设备输出最大脉冲电流强度是目前唯一能满足工信部YD/T2064-2009标准所规定内容要求的。
（2）无源脉冲共振工作模式
设备在工作时其内部没有任何形式的外部能量转换单元，依靠自有的功率器件产生能量，输出最大脉冲电流强度为mA量级、脉冲电压单格幅度值为V量级设计。
1.电力行业：电力系统输配电变电站、开闭站、水电站、核电站、发电厂等单位的操作电源、直流屏电源、通讯开关电源、机房UPS；风能、光伏太阳能电站的核心储能装备。
2.军事行业：军事信息中心、指挥中心、电池管理中心、军用基站、网络指挥中心、各单位数据网络通信机房等；舰船通讯站、雷达站、坦克、潜艇、舰船发动机启动系统、各类飞行器（飞机）发动机地面启动系统、各类装甲车辆发动机启动系统、照明系统及车载通信系统等。
3.交通行业：铁路牵引变电站、信号通讯站、火车站、指挥调度中心、地铁每站机房；高速公路收费站、隧道、沿路配电室、监控指挥中心，高速沿线监控、测速等（多采用风光互补）。
4.通信行业：IDC机房、移动基站及固话机房、微波中心机房、数据网络通讯机房及各分支网点机房等；海岛、高海拔地区中的各类基站和机房等。
5.政府及金融行业：各类数据网络机房和数据中心、各分行、支行营业网点机房、ATM机等（开关电源、UPS）。
1.新型电力系统储能建设
电力是能源转型的关键领域，随着碳达峰、碳中和进程加快和能源转型深化，电力系统面临前所未有的变革压力。新型电力系统是以新能源为供给主体，以坚强智能电网为枢纽平台，以源网荷储互动和多能互补为支撑，具有清洁低碳、安全可控、灵活高效、智能友好、开放互动基本特征的电力系统。
“十四五”期间国家电网计划约3万亿的投资将投向以新能源为主体的新型电力系统，为双碳目标实现作准备！更加低碳清洁高效的新型电力系统乃至新型能源系统正在铺开开建。“十四五”期间，南网建设将规划投资约6700亿元，以加快数字电网和现代化电网建设进程，推动以新能源为主体的新型电力系统构建。
在提升电力系统调节能力方面，国家电网和南方电网将加强加快储能建设。陆上风电、光伏发电将是我国发展最快的电源类型；国网和南网均提出了加快支持新型储能规模化应用、引导电力用户参与削峰填谷和应急响应、积极配合推进火电灵活性改造等措施，多措并举、协同发力。储能应用是国网和南网“十四五”发展建设中的核心模块之一。
2.数据中心建设
目前以数据中心为代表的“新基建”被寄予厚望。数据显示，2019年，我国互联网数据中心市场规模达1562.5亿元。全国大约有7.4万个数据中心，约占全球数据中心总量的23%。预计2022年，中国数据中心市场规模将超过3200.5亿元，进入新一轮爆发期。从应用价值来看，数据中心的客户多集中于互联网行业客户，是其发展的核心驱动力。
2018年12月，中央经济工作会议提出“新型基础设施建设”（简称“新基建”）的概念，将5G、人工智能、工业互联网、物联网纳入其中。进入2020年以来，“新基建”的政策部署和产业规划密集出台。2020年3月4日，中共中央政治局常务委员会会议首次提出加快数据中心等新型基础设施建设进度；3月9日《中共中央 国务院关于构建更加完善的要素市场化配置体制机制的意见》强调，加快培育数据要素市场；4月20日，国家发改委明确了新型基础设施的内容和范围，数据中心被列为信息基础设施中的算力基础设施。
数据中心作为重要的信息基础设施，为数字技术发展和产业数字化转型提供强大引擎，也为“新基建”提供重要数据基础。一方面，“新基建”为后疫情时代中国经济破茧重生、求新谋变创造了积极条件。另一方面，此次新冠肺炎疫情加速了数字科技与实体经济的融合，推动“新基建”强势发展，加速数据中心拐点的到来。
数据中心的安全和性能同等重要。需要从软硬件两方面为数据中心构筑多层安全“防火墙”。在硬件方面，制定数据容错和容灾方案，运用冷存储、备用服务器、不间断电源、同城和异地灾备中心等手段保护数据安全。通过软件和硬件、线上和线下的协同，最大程度提升数据中心的安全性，促进数据中心高质量发展。
3.军事行业发展需求
军队应用环境下通讯站、网络指挥中心、雷达站、数据网络通信机房、舰船驱动(如潜艇)、舰船通信、舰船照明、舰船发动机启动系统、各类飞行器（飞机）发动机地面启动系统、各类装甲车辆发动机启动系统、照明系统及车载通信系统等铅酸蓄电池。坦克、飞机当前的电池保养手段为统一开到仓库进行充放电保养，对已经硫化的电池只有放弃，人工测量电压值可作业的情况下经常达不到实际里程。作战及信息中心、数据中心大部分采购昂贵进口电池，其化学反应原理是一样的，硫化、腐蚀及安全隐患有待于我们的能量保护装置倾力解决。
4.铁路交通行业发展需求
中国铁路截至2022年，运营里程超过15万公里，沿途每3公里的通信基站、输配电、备电的电力通信均是铅酸蓄电池支撑；在将近6000个火车站中，变电所、牵引变电站均属不常停电场所，电池长期处于浮充状态，无专业维护人员。
综合以上所述，基于社会经济发展对储能和动力电池的需求增长，近几年锂电池、钠硫电池等新技术产品不断推出并投入应用，但随着应用长时间验证，在安全性上的缺陷已经逐渐暴露并引起重视，近日，国家能源局综合司发布的《防止电力生产事故的二十五项重点要求（2022年版）》提出，中大型电化学储能电站不得选用三元锂电池、钠硫电池，不宜选用梯次利用动力电池。而经过一百多年应用验证的铅酸蓄电池因其价格低廉、原料易得、性能可靠、容易回收和适于大电流放电等特点，其综合优势明显。因此在安全要求较高的电力储能行业、数据中心、军事行业和通信行业，铅酸蓄电池具有广泛巨量的应用前景。
铅酸蓄电池的几个典型应用场景，对电池的寿命要求更高，蓄电池在线维护市场几乎是一个空白状态。因此，基于电流型复合脉冲共振技术工作原理的蓄电池能量保护装置，凭借十几年开发研究和应用实践技术积累，具有广阔的市场前景。
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2024年08月16日 ~ 18日 
