鉛酸蓄電池正確使用與充電管理

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在一個(gè)電池組中，電池總是串聯(lián)充電的，由于電池存在個(gè)體差異，每個(gè)電池的端電壓不會(huì)嚴(yán)格一致，為保證電池組中每個(gè)電池的長(zhǎng)期安全運(yùn)行，必須保證電池組中每個(gè)電池的浮充端電壓都處于正確的范圍，均衡充電是經(jīng)常采用的方法，通過(guò)適當(dāng)?shù)倪^(guò)充電來(lái)保證電池組中落后電池充足電。這一方法由于要對(duì)電池組過(guò)充電，應(yīng)限制使用，應(yīng)使用單個(gè)電池補(bǔ)充充電代替均衡充電，如果必須對(duì)電池組進(jìn)行均衡充電，必須嚴(yán)格控制均衡充電電壓。均衡充電的電壓應(yīng)嚴(yán)格按照電池生產(chǎn)廠的規(guī)定選取。

2.3放電
　　
放電電流不宜過(guò)大，更要避免短路放電。
　　
放電時(shí)，蓄電池端電壓不要低于終止電壓，以防蓄電池過(guò)度放電導(dǎo)致蓄電池性能下降和壽命縮短。
　　
放電后，應(yīng)該及時(shí)充電。不允許蓄電池在放電狀態(tài)下長(zhǎng)時(shí)間擱置。

2.4不允許在蓄電池組中抽取部分電壓另作他用。
　　
在電池組中抽取部分電池用電的做法是應(yīng)該嚴(yán)格禁止的，這樣做的后果使電池組的均衡性被破壞，長(zhǎng)期運(yùn)行的結(jié)果會(huì)造成電池組中部分電池性能變壞。與此類似，采用尾電池的方法是不足取的。

2.5儲(chǔ)存
　　
蓄電池應(yīng)儲(chǔ)存在清潔，通風(fēng)良好，環(huán)境溫度適宜的庫(kù)房?jī)?nèi)；要遠(yuǎn)離熱源，避免陽(yáng)光照射。蓄電池應(yīng)該定期正常充電。

三電池監(jiān)測(cè)對(duì)電池安全運(yùn)行的意義
　　
由于鉛酸電池的運(yùn)行要求比較嚴(yán)格，鉛酸電池在偏離了正確的使用條件下運(yùn)行將造成嚴(yán)重的后果，鉛酸電池的運(yùn)行參數(shù)監(jiān)測(cè)變得十分重要的。
　　
采用備用電池的場(chǎng)所都是十分重要的部門，失效的電池組起不到電源備份的作用，一旦主電源發(fā)生故障，就會(huì)造成系統(tǒng)停機(jī)，導(dǎo)致巨大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)損失，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理電池失效同樣是十分重要的。
　　
現(xiàn)有的各種后備電源系統(tǒng)，許多裝有各種不同的監(jiān)測(cè)裝置。這些裝置測(cè)試電池組的端電壓、電池組電流、電池組運(yùn)行的環(huán)境參數(shù)，最多具有測(cè)試單電池端電壓的功能。
　　
一般來(lái)說(shuō)，電池組參數(shù)監(jiān)測(cè)屬于電池運(yùn)行參數(shù)監(jiān)測(cè)，運(yùn)行參數(shù)監(jiān)測(cè)對(duì)于保證電池的正確運(yùn)行狀態(tài)是重要的，但不能代替電池參數(shù)監(jiān)測(cè)。
　　
對(duì)電池組的安全運(yùn)行來(lái)說(shuō)，監(jiān)測(cè)到單電池是必須的，由于電池參數(shù)的不均勻性，監(jiān)測(cè)電池組的參數(shù)是無(wú)法知道單電池的運(yùn)行狀態(tài)的。
　　
眾所周知，電池的端電壓和電池容量是兩個(gè)相互獨(dú)立的參量，由于電池在浮充運(yùn)行狀態(tài)下，電池電流很小，單電池的浮充電壓也不能有效地反映電池的參數(shù)。
　　
照我們對(duì)電池安全運(yùn)行的認(rèn)識(shí)，對(duì)每只電池內(nèi)阻的監(jiān)測(cè)是電池安全運(yùn)行最重要的保證，沒(méi)有這一功能的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)電池安全運(yùn)行的意義不大。對(duì)電池每項(xiàng)參數(shù)監(jiān)測(cè)的意義下面進(jìn)行較詳細(xì)的討論。

3.1電池組電壓監(jiān)測(cè)
　　
電池組電壓監(jiān)測(cè)可以發(fā)現(xiàn)電池組浮充電壓不正確、電池組是否被過(guò)充電、過(guò)放電等事件。

3.2單電池電壓監(jiān)測(cè)
　　
單電池電壓監(jiān)測(cè)可以發(fā)現(xiàn)單電池浮充電壓不正確，單電池是否被過(guò)充電、過(guò)放電等事件。另外，監(jiān)測(cè)單電池電壓還可以發(fā)現(xiàn)單電池開路、短路等電池失效事件。

3.3電池內(nèi)阻監(jiān)測(cè)
　　
單電池內(nèi)阻監(jiān)測(cè)是電池監(jiān)測(cè)最具革命性意義的進(jìn)步。
　　
眾所周知，鉛酸蓄電池的端電壓并不能反映電池的容量特性，容量嚴(yán)重下降的電池，在整組浮充電的電池中，其浮充電壓的區(qū)別不足以用來(lái)判斷電池是否因容量降低而失效，一旦電池組進(jìn)行放電，這些電池因?yàn)槌潆娏可?，端電壓很快就?huì)跌落，并妨礙電池組的放電性能，這時(shí)從電池的端電壓上可以很容易的發(fā)現(xiàn)他們，但是已經(jīng)太晚了，電池組在需要備份電源的時(shí)候已經(jīng)起不到備份作用了。
　　
利用交流阻抗法、電導(dǎo)法或直流法測(cè)量電池的內(nèi)阻已被公認(rèn)為是一種迅速而又方便的診斷電池狀況的方法。越來(lái)越多的研究認(rèn)為老化電池的內(nèi)阻和放電能力之間存在著一定的關(guān)系。

值得注意的是，由于電解液電阻的變化。電池內(nèi)阻隨溫度下降而迅速增大。因此，在考慮時(shí)間對(duì)內(nèi)阻的影響時(shí)，溫度是一個(gè)重要的影響因素。
　　
閥控鉛酸電池在設(shè)計(jì)上是乏酸的，同鉛活性物質(zhì)相比電解液的安時(shí)容量較小，因而放電過(guò)程常常受電解液制約。
　　
對(duì)于任何新電池，電池內(nèi)阻通常不與放電能力成線性關(guān)系。電解液濃度、化成的完全程度（尤其是極板表面）、隔板--極板界面接解面積以及壓力的細(xì)微變化都僅對(duì)內(nèi)阻產(chǎn)生微小的影響，但可能會(huì)對(duì)放電過(guò)程產(chǎn)生很大的影響。所以新電池的內(nèi)阻和容量都不是一個(gè)非常穩(wěn)定的參量。
　　
由于正極板柵的腐蝕、電解液水分的喪失，所有鉛酸電池都有一定的使用壽命。在浮充放電使用過(guò)程中更為明顯。增加正極板柵的質(zhì)量或減少其腐蝕率都可延長(zhǎng)電池的使用壽命。正極板柵是帶正極鉛活性物質(zhì)的導(dǎo)電和支撐骨架，腐蝕加大了正極板柵的電阻。其他設(shè)計(jì)參數(shù)，如電解液體積，隔板壓縮程度及成分組成、電池殼的透氣率、通氣孔設(shè)計(jì)、涂膏的物理化學(xué)參數(shù)和制造參數(shù)都可影響壽命。
　　
隨著正極板柵的腐蝕和隔板中電解質(zhì)的耗盡，電池電阻增大而電池容量減少。周期內(nèi)阻測(cè)量可跟蹤監(jiān)測(cè)這些變化，并且發(fā)現(xiàn)失效電池。在不間斷電源中，由于電池檢查及放電次數(shù)較少，電池容量很可能在兩次測(cè)試期間就已降到80%額定容量以下。如果采用內(nèi)阻測(cè)試法，可以很容易地發(fā)現(xiàn)這些問(wèn)題并改善系統(tǒng)可靠性。
　　
電池內(nèi)阻的劇升同電池容量的減少有關(guān)，尤其是在電池壽命未到80%的時(shí)候更為明顯。高放電速率下的使用時(shí)間似乎對(duì)這些因素更為敏感，一般電池內(nèi)阻增加20~25%時(shí)就到了壽命期限。在低放電速率下，電池內(nèi)阻一般增加20%-35%后壽命才結(jié)束。
　　
也有一些文章認(rèn)為電池剩余容量并不能由電池內(nèi)阻反映出來(lái)，他們認(rèn)為電池容量下降20%對(duì)應(yīng)的電池內(nèi)阻下降并不明顯，當(dāng)電池的保有容量降到標(biāo)稱容量的60%時(shí)電池內(nèi)阻的變化才可以明確確定。但有一點(diǎn)是得到普遍承認(rèn)的，那就是電池內(nèi)阻的增高對(duì)應(yīng)于電池容量的下降，當(dāng)電池內(nèi)阻變化可以明確確認(rèn)的時(shí)候，電池應(yīng)保有60%以上的容量，這樣的電池是不能通過(guò)電池浮充端電壓測(cè)量而發(fā)現(xiàn)的。所以電池內(nèi)阻的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)比起端電壓監(jiān)測(cè)來(lái)說(shuō)所起的作用重要得多的。

3.4環(huán)境溫度監(jiān)測(cè)
　　
在使用過(guò)程中，溫度和電壓對(duì)電池壽命的影響最大。溫度的升高和電壓的浮動(dòng)都會(huì)加速極板的腐蝕和電解液的消耗，從而減少了電池的有效工作時(shí)間和壽命。

將溫度傳感器置于電池表面可以發(fā)現(xiàn)電池過(guò)熱，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)電池運(yùn)行過(guò)程的異常。

3.5充電電流和放電電流監(jiān)測(cè)
　　
過(guò)大的充電和放電電流會(huì)對(duì)電池造成嚴(yán)重的損害，對(duì)這些參數(shù)的監(jiān)測(cè)可以發(fā)現(xiàn)這些問(wèn)題。

3.6事件管理

所謂事件管理，就是將電池的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)予以歸納和整理，從中發(fā)現(xiàn)電池使用不正確事件和可能失效事件，將這些報(bào)警事件通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳給關(guān)心這些事件的部門，同時(shí)將這些事件存儲(chǔ)保管，以備日后查詢。

VRLA電池雖然號(hào)稱是免維護(hù)電池，不正確的電池使用條件可以顯著地對(duì)電池造成損害，并使電池的使用壽命縮短，通過(guò)監(jiān)測(cè)并控制電池組的電流、浮充電壓、使用溫度可以使電池工作在正確的使用狀態(tài)，通過(guò)單體電池內(nèi)阻的監(jiān)測(cè)可以及時(shí)準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)失效電池，并進(jìn)