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 )嚴格一致，為保證電池組中每個(gè)電池的長(cháng)期安全運行，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)適當的過(guò)充電來(lái)保證電池組中落后電池充足電。這一方法由于要對電池組過(guò)充電，應限制使用，應使用單個(gè)電池補充充電代替均衡充電，如果必須對電池組進(jìn)行均衡充電，必須嚴格控制均衡充電電壓。均衡充電的電壓應嚴格按照電池生產(chǎn)廠(chǎng)的規定選取。

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)度放電導致蓄電池性能下降和壽命縮短。
　　
放電后，應該及時(shí)充電。不允許蓄電池在放電狀態(tài)下長(cháng)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該嚴格禁止的，這樣做的后果使電池組的均衡性被破壞，長(cháng)期運行的結果會(huì )造成電池組中部分電池性能變壞。與此類(lèi)似，采用尾電池的方法是不足取的。

2.5儲存
　　
蓄電池應儲存在清潔，通風(fēng)良好，環(huán)境溫度適宜的庫房?jì)?；要遠離熱源，避免陽(yáng)光照射。蓄電池應該定期正常充電。

三電池監測對電池安全運行的意義
　　
由于鉛酸電池的運行要求比較嚴格，鉛酸電池在偏離了正確的使用條件下運行將造成嚴重的后果，鉛酸電池的運行參數監測變得十分重要的。
　　
采用備用電池的場(chǎng)所都是十分重要的部門(mén)，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 )造成系統停機，導致巨大的經(jīng)濟、社會(huì )損失，及時(shí)發(fā)現并處理電池失效同樣是十分重要的。
　　
現有的各種后備電源系統，許多裝有各種不同的監測裝置。這些裝置測試電池組的端電壓、電池組電流、電池組運行的環(huán)境參數，最多具有測試單電池端電壓的功能。
　　
一般來(lái)說(shuō)，電池組參數監測屬于電池運行參數監測，運行參數監測對于保證電池的正確運行狀態(tài)是重要的，但不能代替電池參數監測。
　　
對電池組的安全運行來(lái)說(shuō)，監測到單電池是必須的，由于電池參數的不均勻性，監測電池組的參數是無(wú)法知道單電池的運行狀態(tài)的。
　　
眾所周知，電池的端電壓和電池容量是兩個(gè)相互獨立的參量，由于電池在浮充運行狀態(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。
　　
照我們對電池安全運行的認識，對每只電池內阻的監測是電池安全運行最重要的保證，沒(méi)有這一功能的監測系統對電池安全運行的意義不大。對電池每項參數監測的意義下面進(jìn)行較詳細的討論。

3.1電池組電壓監測
　　
電池組電壓監測可以發(fā)現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單電池電壓監測
　　
單電池電壓監測可以發(fā)現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，監測單電池電壓還可以發(fā)現單電池開(kāi)路、短路等電池失效事件。

3.3電池內阻監測
　　
單電池內阻監測是電池監測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，容量嚴重下降的電池，在整組浮充電的電池中，其浮充電壓的區別不足以用來(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，這些電池因為充電量少，端電壓很快就會(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、電導法或直流法測量電池的內阻已被公認為是一種迅速而又方便的診斷電池狀況的方法。越來(lái)越多的研究認為老化電池的內阻和放電能力之間存在著(zhù)一定的關(guān)系。

值得注意的是，由于電解液電阻的變化。電池內阻隨溫度下降而迅速增大。因此，在考慮時(shí)間對內阻的影響時(shí)，溫度是一個(gè)重要的影響因素。
　　
閥控鉛酸電池在設計上是乏酸的，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。
　　
對于任何新電池，電池內阻通常不與放電能力成線(xiàn)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微變化都僅對內阻產(chǎn)生微小的影響，但可能會(huì )對放電過(guò)程產(chǎn)生很大的影響。所以新電池的內阻和容量都不是一個(gè)非常穩定的參量。
　　
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(cháng)電池的使用壽命。正極板柵是帶正極鉛活性物質(zhì)的導電和支撐骨架，腐蝕加大了正極板柵的電阻。其他設計參數，如電解液體積，隔板壓縮程度及成分組成、電池殼的透氣率、通氣孔設計、涂膏的物理化學(xué)參數和制造參數都可影響壽命。
　　
隨著(zhù)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。周期內阻測量可跟蹤監測這些變化，并且發(fā)現失效電池。在不間斷電源中，由于電池檢查及放電次數較少，電池容量很可能在兩次測試期間就已降到80%額定容量以下。如果采用內阻測試法，可以很容易地發(fā)現這些問(wèn)題并改善系統可靠性。
　　
電池內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)間似乎對這些因素更為敏感，一般電池內阻增加20~25%時(shí)就到了壽命期限。在低放電速率下，電池內阻一般增加20%-35%后壽命才結束。
　　
也有一些文章認為電池剩余容量并不能由電池內阻反映出來(lái)，他們認為電池容量下降20%對應的電池內阻下降并不明顯，當電池的保有容量降到標稱(chēng)容量的60%時(shí)電池內阻的變化才可以明確確定。但有一點(diǎn)是得到普遍承認的，那就是電池內阻的增高對應于電池容量的下降，當電池內阻變化可以明確確認的時(shí)候，電池應保有60%以上的容量，這樣的電池是不能通過(guò)電池浮充端電壓測量而發(fā)現的。所以電池內阻的實(shí)時(shí)監測比起端電壓監測來(lái)說(shuō)所起的作用重要得多的。

3.4環(huán)境溫度監測
　　
在使用過(guò)程中，溫度和電壓對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)現電池過(guò)熱，從而及時(shí)發(fā)現電池運行過(guò)程的異常。

3.5充電電流和放電電流監測
　　
過(guò)大的充電和放電電流會(huì )對電池造成嚴重的損害，對這些參數的監測可以發(fā)現這些問(wèn)題。

3.6事件管理

所謂事件管理，就是將電池的監測數據予以歸納和整理，從中發(fā)現電池使用不正確事件和可能失效事件，將這些報警事件通過(guò)網(wǎng)絡(luò )傳給關(guān)心這些事件的部門(mén)，同時(shí)將這些事件存儲保管，以備日后查詢(xún)。

VRLA電池雖然號稱(chēng)是免維護電池，不正確的電池使用條件可以顯著(zhù)地對電池造成損害，并使電池的使用壽命縮短，通過(guò)監測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)單體電池內阻的監測可以及時(shí)準確地發(fā)現失效電池，并進(jìn)