鉛酸蓄電池充放電監(jiān)測與控制技術(shù)研究

馬輝

摘 要：隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，對供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求越來越高，對變電站蓄電池和直流電源的要求也越來越高。我國電力系統(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;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)測和保護，保證變電站通信設(shè)備的正常運行。因此，提高電池的穩(wěn)定性，對電池的充放電進行檢測和控制，保證實際提供的負載容量，保證電力設(shè)備的安全運行具有重要意義。

1 鉛酸蓄電池充放電監(jiān)測與控制技術(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鉛和二氧化鉛作為負極和正極，再通過硫酸溶液實現(xiàn)電能的儲存和釋放過程。根據(jù)相關(guān)研究數(shù)據(jù)，如果電池在放電過程中沒有經(jīng)過科學合理的檢測和控制，將會影響整個大氣環(huán)境，因此改進鉛酸電池的充放電檢測和控制技術(shù)可以進一步減少電池對大氣環(huán)境的污染。另一方面，對電池充放電進行監(jiān)測，可以有效提高電池的使用壽命，不當?shù)某浞烹娦袨闀е码姵厝萘拷档停涫褂眯Ч麜艿綋p害。許多電池不是用在一個單一的應(yīng)用程序，而是通過電池組工作。如果能在充放電過程中對電池組進行充分的監(jiān)控，將會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)測技術(shù)的研究

研究鉛酸蓄電池充放電監(jiān)測技術(shù)是相關(guān)部門的重點工作。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，鉛作為負極，二氧化鉛作為正極，通過硫酸作為介質(zhì)，最終完成充放電功能。但是，如果不采用充放電檢測技術(shù)，會導致充放電不足，影響整個鉛酸蓄電池的使用。其次，了解充放電原理：20世紀60年代，著名物理學家馬斯研究了電池的充放電原理，建立了直流運行模型。

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。對于三種電池充電方式，具體的充放電檢測技術(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，最科學合理的方式還是通過分階段充放電比較合適，根據(jù)電流的變化，有選擇地進行充放電行為。在充電過程中，由于后期充電強度不斷降低，導致后期充電電流大于電解水，最終導致氣體過量。恒流充電和恒壓充電最終會導致不同程度的電池消耗。恒流充電對電池在充電初期有很大的影響，而恒壓充電對充電后期影響較大，會嚴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。當電池測試系統(tǒng)檢測到一定的電池容量時，可以采用恒流充電。分段充電是當前鉛酸蓄電池充放電研究的熱點，在國內(nèi)外已取得一定進展。

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，可以從以下幾個方面入手：

3.1 通過充放電時間的把控進行控制

對充電和放電時間的控制是一種最簡單的控制方法，鉛酸蓄電池在使用過程中，由于使用的時間是不同的，最終導致充電和放電時間是不同的，針對電池充電和放電監(jiān)測就是在這方面進行的，能夠及時、有效的監(jiān)測出充電和放電時間和使用壽命之間的關(guān)系 ，能很好地對時間進行控制，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 通過充電溫度的把控進行控制

我們應(yīng)該有這樣的生活經(jīng)歷，在冬天，電動車電池的放電時間相對較快，而在夏天，電池的放電時間相對較長。這樣，鉛酸蓄電池的充放電控制也可以由溫度來控制。鉛酸電池的溫度隨著化學反應(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。

3.3 通過電壓的高低進行充放電控制

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

3.4 通過綜合因素進行充放電把控

上述三種方法均為充放電控制方法，但由于變量過于單一，不適合對鉛酸蓄電池充放電進行及時有效的控制。那么如何進行科學合理的控制就是要解決的問題，筆者認為可以通過綜合因素方法進行把控，通過三種方法的結(jié)合，按照變量的不同進行分階段、分情況的控制，在電池面臨多種因素的影響下，無論是溫度還是電壓，以及充電設(shè)備的異常狀況，都可以很好地進行充放電的把控，總結(jié)下來，只有這樣才能夠充分地對鉛酸蓄電池充放電進行合理控制，才能夠更好地延長鉛酸蓄電池的使用壽命。

針對于鉛酸蓄電池的研究力度越來越大，鉛酸蓄電池組的有效運用可以促進新能源汽車領(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，這些弱點將是鉛酸蓄電池充放電檢測與控制的攔路石。文章針對目前鉛酸蓄電池充放電檢測與控制技術(shù)的國內(nèi)外現(xiàn)狀和意義進行闡釋，并且分開論述了監(jiān)測與控制技術(shù)的研究，旨在更好地促進相關(guān)方面的研究。

參考文獻：

[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，2017（12）：34-35.