鉛酸蓄電池充放電監(jiān)測(cè)與控制技術(shù)研究

馬輝

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求越來(lái)越高，對(duì)變電站蓄電池和直流電源的要求也越來(lái)越高。我國(guó)電力系統(tǒng)變電所蓄電池的維修技術(shù)昂貴、低效，最終影響到蓄電池的性能。

關(guān)鍵詞：鉛酸蓄電池;充放電;監(jiān)測(cè);控制

在變電站直流供電系統(tǒng)中，蓄電池起著非常重要的作用。其主要功能是為變電站二次系統(tǒng)提供電力保障，使二次系統(tǒng)更加穩(wěn)定、安全可靠的監(jiān)測(cè)和保護(hù)，保證變電站通信設(shè)備的正常運(yùn)行。因此，提高電池的穩(wěn)定性，對(duì)電池的充放電進(jìn)行檢測(cè)和控制，保證實(shí)際提供的負(fù)載容量，保證電力設(shè)備的安全運(yùn)行具有重要意義。

1 鉛酸蓄電池充放電監(jiān)測(cè)與控制技術(shù)的研究意義

不同的蓄電池充放電原理是不同的，鉛酸蓄電池充放電原理是通過(guò)鉛和二氧化鉛作為負(fù)極和正極，再通過(guò)硫酸溶液實(shí)現(xiàn)電能的儲(chǔ)存和釋放過(guò)程。根據(jù)相關(guān)研究數(shù)據(jù)，如果電池在放電過(guò)程中沒(méi)有經(jīng)過(guò)科學(xué)合理的檢測(cè)和控制，將會(huì)影響整個(gè)大氣環(huán)境，因此改進(jìn)鉛酸電池的充放電檢測(cè)和控制技術(shù)可以進(jìn)一步減少電池對(duì)大氣環(huán)境的污染。另一方面，對(duì)電池充放電進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可以有效提高電池的使用壽命，不當(dāng)?shù)某浞烹娦袨闀?huì)導(dǎo)致電池容量降低，其使用效果會(huì)受到損害。許多電池不是用在一個(gè)單一的應(yīng)用程序，而是通過(guò)電池組工作。如果能在充放電過(guò)程中對(duì)電池組進(jìn)行充分的監(jiān)控，將會(huì)提高電池組的使用效率，更好的保證電池組的使用壽命。

2 關(guān)于鉛酸蓄電池充放電監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究

研究鉛酸蓄電池充放電監(jiān)測(cè)技術(shù)是相關(guān)部門的重點(diǎn)工作。在研究充放電控制技術(shù)之前，需要了解鉛酸蓄電池的工作原理和充放電原理。鉛酸蓄電池主要由以下組成：第一，鉛作為負(fù)極，二氧化鉛作為正極，通過(guò)硫酸作為介質(zhì)，最終完成充放電功能。但是，如果不采用充放電檢測(cè)技術(shù)，會(huì)導(dǎo)致充放電不足，影響整個(gè)鉛酸蓄電池的使用。其次，了解充放電原理：20世紀(jì)60年代，著名物理學(xué)家馬斯研究了電池的充放電原理，建立了直流運(yùn)行模型。

目前最常用的充電方式有恒流充電、恒壓充電和分階段充電。對(duì)于三種電池充電方式，具體的充放電檢測(cè)技術(shù)也有所不同。首先，必須選擇鉛酸蓄電池的充放電方式。而區(qū)分前兩種方式，最科學(xué)合理的方式還是通過(guò)分階段充放電比較合適，根據(jù)電流的變化，有選擇地進(jìn)行充放電行為。在充電過(guò)程中，由于后期充電強(qiáng)度不斷降低，導(dǎo)致后期充電電流大于電解水，最終導(dǎo)致氣體過(guò)量。恒流充電和恒壓充電最終會(huì)導(dǎo)致不同程度的電池消耗。恒流充電對(duì)電池在充電初期有很大的影響，而恒壓充電對(duì)充電后期影響較大，會(huì)嚴(yán)重影響電池的使用壽命。數(shù)據(jù)表明，采用分階段充電的方法可以更好地保證鉛酸蓄電池的使用壽命。鉛酸蓄電池充電初期可采用恒壓充電。當(dāng)電池測(cè)試系統(tǒng)檢測(cè)到一定的電池容量時(shí)，可以采用恒流充電。分段充電是當(dāng)前鉛酸蓄電池充放電研究的熱點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)外已取得一定進(jìn)展。

3 關(guān)于鉛酸蓄電池充放電控制技術(shù)的研究

關(guān)于鉛酸蓄電池充放電控制技術(shù)的研究，可以從以下幾個(gè)方面入手：

3.1 通過(guò)充放電時(shí)間的把控進(jìn)行控制

對(duì)充電和放電時(shí)間的控制是一種最簡(jiǎn)單的控制方法，鉛酸蓄電池在使用過(guò)程中，由于使用的時(shí)間是不同的，最終導(dǎo)致充電和放電時(shí)間是不同的，針對(duì)電池充電和放電監(jiān)測(cè)就是在這方面進(jìn)行的，能夠及時(shí)、有效的監(jiān)測(cè)出充電和放電時(shí)間和使用壽命之間的關(guān)系 ，能很好地對(duì)時(shí)間進(jìn)行控制，從而合理控制鉛酸蓄電池的充放電。然而，該技術(shù)不能很好地監(jiān)測(cè)和控制鉛酸蓄電池的充放電，因此不能判斷鉛酸蓄電池的具體充放電狀態(tài)。

3.2 通過(guò)充電溫度的把控進(jìn)行控制

我們應(yīng)該有這樣的生活經(jīng)歷，在冬天，電動(dòng)車電池的放電時(shí)間相對(duì)較快，而在夏天，電池的放電時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)。這樣，鉛酸蓄電池的充放電控制也可以由溫度來(lái)控制。鉛酸電池的溫度隨著化學(xué)反應(yīng)的增加而升高。改變溫度可以有效地控制鉛酸蓄電池的充放電行為，但這種方法精度不高，存在一定的缺點(diǎn)。

3.3 通過(guò)電壓的高低進(jìn)行充放電控制

首先，采用最高電壓法進(jìn)行充放電控制。最高電壓法是指當(dāng)充電過(guò)程中電壓超過(guò)最高值時(shí)，停止充電行為，有效保護(hù)鉛酸蓄電池不受電壓控制不當(dāng)引起的過(guò)度充電。但最高電壓方法在操作的過(guò)程中，變量太單一，并不能很充分地進(jìn)行充放電控制，因此我們還可以通過(guò)負(fù)電壓增量法進(jìn)行充放電控制，其原理在于，在充電過(guò)程中，電壓如果達(dá)到了最大值，但仍然繼續(xù)進(jìn)行充電，其電壓不增反降，這就為負(fù)電壓增量法提供了可行性依據(jù)，所以對(duì)于負(fù)電壓增量的監(jiān)測(cè)就可以有效地進(jìn)行充放電控制。

3.4 通過(guò)綜合因素進(jìn)行充放電把控

上述三種方法均為充放電控制方法，但由于變量過(guò)于單一，不適合對(duì)鉛酸蓄電池充放電進(jìn)行及時(shí)有效的控制。那么如何進(jìn)行科學(xué)合理的控制就是要解決的問(wèn)題，筆者認(rèn)為可以通過(guò)綜合因素方法進(jìn)行把控，通過(guò)三種方法的結(jié)合，按照變量的不同進(jìn)行分階段、分情況的控制，在電池面臨多種因素的影響下，無(wú)論是溫度還是電壓，以及充電設(shè)備的異常狀況，都可以很好地進(jìn)行充放電的把控，總結(jié)下來(lái)，只有這樣才能夠充分地對(duì)鉛酸蓄電池充放電進(jìn)行合理控制，才能夠更好地延長(zhǎng)鉛酸蓄電池的使用壽命。

針對(duì)于鉛酸蓄電池的研究力度越來(lái)越大，鉛酸蓄電池組的有效運(yùn)用可以促進(jìn)新能源汽車領(lǐng)域的發(fā)展，目前這塊的技術(shù)發(fā)展很迅猛，但仍然存在著一些技術(shù)弱點(diǎn)，這些弱點(diǎn)將是鉛酸蓄電池充放電檢測(cè)與控制的攔路石。文章針對(duì)目前鉛酸蓄電池充放電檢測(cè)與控制技術(shù)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和意義進(jìn)行闡釋，并且分開(kāi)論述了監(jiān)測(cè)與控制技術(shù)的研究，旨在更好地促進(jìn)相關(guān)方面的研究。

參考文獻(xiàn)：

[1]李茹.基于晶閘管的鉛酸蓄電池充放電系統(tǒng)的研究[D].哈爾濱：哈爾濱理工大學(xué)，2017（12）：34-35.