? ? ? ?統(tǒng)計(jì)資料顯示,因充放電控制不合理而損壞的電池占總損壞電池?cái)?shù)的80%。為了延長閥控鉛蓄電池的使用壽命,須嚴(yán)格按要求充電(尤其是浮充充電)和放電。
? ? ? ?( 1)浮充充電
? ? ? ?在通信電源系統(tǒng)中,為了確保直流電源不間斷,通常都采用開關(guān)整流器(充電器)與蓄電池組并聯(lián)的浮充供電方式。在浮充狀態(tài)下,充電電流主要用于補(bǔ)償電池因自放電而損失的電量。只有在市電中斷時(shí),才由蓄電池單獨(dú)向負(fù)載供電。
? ? ? ?①浮充電壓的設(shè)置閥控式密封鉛蓄電池組長年工作于浮充狀態(tài)，為了不影響其使用壽命,須***電池內(nèi)不產(chǎn)生氣體,因此,當(dāng)環(huán)境溫度為25°C時(shí),標(biāo)準(zhǔn)型單體閥控鉛蓄電池的浮充電壓通常設(shè)置在2.25V左右,允許變化范圍為2.23 ~ 2.27V。低壓型單體閥控鉛蓄電池的浮充電壓通常設(shè)置在2.20V左右,允許變化范圍為2.19 ~ 2.21V標(biāo)準(zhǔn)型閥控鉛蓄電池的充電特性曲線如圖5 -6所示。電池放完電后,應(yīng)先用恒定電流充電,當(dāng)電池電壓達(dá)到設(shè)定的浮充電壓時(shí),自動(dòng)轉(zhuǎn)入恒壓充電。此后,充電電流逐漸減小,電池逐漸恢復(fù)額定容量。
? ? ? ?浮充電壓設(shè)置過低時(shí),閥控電池長期處于欠充電狀態(tài),極板深處的活性物質(zhì)不能參與化學(xué)反應(yīng),因而在活性物質(zhì)與板柵之間形成高電阻層,使電池的內(nèi)阻增大，容量下降。
? ? ? ?浮充電壓設(shè)置過高時(shí),電池將長期處于過充電狀態(tài),電池內(nèi)產(chǎn)生的氣體量增加,安全閥經(jīng)常處于下,水分損失15% ,電池的容量就減小15%。
? ? ? ?此時(shí),電池的壽命就終止。此外,浮充電壓設(shè)置過高時(shí),其浮充電流將增大,電池內(nèi)產(chǎn)生的熱量不能及時(shí)散發(fā),電池中將出現(xiàn)熱量積累,從而使電池的溫度升高,這樣又促使浮充電流增大,***終造成電池溫度和電流不斷增加的惡性循環(huán),這種現(xiàn)象通常稱為熱失控。實(shí)驗(yàn)表明:浮充電壓設(shè)置在2.30V(25°C)時(shí),6~8個(gè)月后,電池的容量會(huì)嚴(yán)重下降并可導(dǎo)致熱失控;浮充電壓設(shè)置在2.35V ( 25°C )時(shí), 4個(gè)月后就可能出現(xiàn)熱失控。
? ? ? ?值得注意的是:開關(guān)整流設(shè)備的紋波電壓過高時(shí),雖然浮充電壓平均值不高,但是浮充電壓的峰值過高。該峰值電壓使單體電池的浮充電壓超過2.40V時(shí),也可使電解液中的水分解,產(chǎn)生較多的氣體,從而減小電池的容量。
? ? ? ?在通信電源系統(tǒng)中,閥控鉛蓄電池組通常由24只單體電池串聯(lián)組成。開關(guān)整流器的浮充電壓應(yīng)當(dāng)設(shè)置在54V ( 2.25Vx24 ) ~ 54.5V ( 2.27Vx24 )之間。但是,有- -些開關(guān)整流器為了不進(jìn)行均衡充電，浮充電壓設(shè)置得過高,這樣將嚴(yán)重影響電池壽命。
? ? ? ?②浮充電壓與溫度的關(guān)系在浮充狀態(tài)下 ,為了閥控電池既不過充電,也不欠充電,除了設(shè)置合適的浮充電壓外,還須隨著環(huán)境溫度的變化適時(shí)調(diào)整浮充電壓。浮充電壓的溫度系數(shù)約為-3mV/°C ,也就是說,溫度每升高1°C ,單體電池的浮充電壓應(yīng)當(dāng)下降3mV。試驗(yàn)表明,在浮充電壓不變的條件下,環(huán)境溫度升高10°C ,閥控鉛蓄電池的浮充電流將增加10倍,這樣就有可能產(chǎn)生熱失控,嚴(yán)重影響電池壽命。
? ? ? ?③浮充壽命與環(huán)境溫度的關(guān)系在浮充狀態(tài)下,閥控鉛蓄電池能夠正常供電的時(shí)間,稱為浮充壽命。試驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)環(huán)境溫度為25°C時(shí),質(zhì)量較好的國外閥控鉛蓄電池的浮充壽命可達(dá)20年，國產(chǎn)2V閥控鉛蓄電池的浮充壽命也可達(dá)到10年以上。浮充壽命與環(huán)境溫度的關(guān)系如圖5-7所示。
?? ? ?環(huán)境溫度升高后,電池的浮充電流增大,板柵腐蝕加速,電池內(nèi)將發(fā)生電解水反應(yīng)。同時(shí),環(huán)境溫度越高,電解液中水分蒸發(fā)得越快。環(huán)境溫度每升高10°C ,電池內(nèi)水分蒸發(fā)損失約增加一倍,水分減少后,電池的容量下降,壽命也隨之縮短。
? ? ? ?從閥控密封鉛蓄電池浮充壽命與溫度的關(guān)系曲線中可以看出,當(dāng)環(huán)境溫度從25°C.上升到43°C時(shí),其浮充壽命將從20年下降到5年。在某些無人值守的通信站,***高溫度可能達(dá)到50°C。在這樣的條件下,即使電池的浮充電壓設(shè)置準(zhǔn)確,其壽命也會(huì)縮短。因此，為了延長電池的壽命,閥控鉛蓄電池應(yīng)當(dāng)安裝在有空調(diào)的房間內(nèi)。此外,為了減小溫度對(duì)電池壽命的影響, 安裝時(shí),各單體電池之間應(yīng)當(dāng)留有一定的空隙,并避免太陽照射。與此同時(shí),還應(yīng)當(dāng)遠(yuǎn)離開關(guān)整流器等熱源。當(dāng)采用多層安裝時(shí),安裝層數(shù)不要太多,***好不要安裝在密閉的電池柜內(nèi),以免影響散熱。? ? ? ?( 2 )均衡充電當(dāng)閥控式密封鉛蓄電池組深度放電或長期浮充供電時(shí),其單體電池的電壓和容量有可能出現(xiàn)不平衡的現(xiàn)象。為了消除這種不平衡現(xiàn)象,須適當(dāng)提高蓄電池的充電電壓。完成這種功能的充電方法叫作均衡充電。
? ? ? ?①均衡充電的時(shí)機(jī)閥控鉛蓄電池組遇到下列情況之-時(shí),應(yīng)進(jìn)行均衡充電:
? ? ? ?●兩只以上單體電池的浮充電壓低于2.18V ;
? ? ? ?●放電深度超過20% (即放出的電量超過額定容量的20%);
? ? ? ?●閑置時(shí)間超過3個(gè)月;
? ? ? ?●全浮充時(shí)間超過3個(gè)月。
? ? ? ?②均衡充電的電壓設(shè)置均衡充電時(shí) ,通常采用恒壓限流充電法。當(dāng)環(huán)境溫度為25°C時(shí),單體閥控鉛蓄電池的均衡充電電壓應(yīng)設(shè)置在2.35V ,充電電流應(yīng)小于0.25 C1oA. C1為蓄電池10小時(shí)率放電容量,對(duì)額定容量為100A. h的蓄電池來說,均衡充電電流應(yīng)小于0.25x 100=25A。
? ? ? ?通信電源系統(tǒng)中,閥控鉛蓄電池組通常采用24只單體電池串聯(lián),因此,開關(guān)整流器的均衡充電電壓應(yīng)當(dāng)設(shè)置在56.4V ( 2.35Vx24 )。當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí),均衡充電電壓應(yīng)隨之而變。通常,環(huán)境溫度每升高1°C ,單體電池的均衡充電電壓應(yīng)下降3mV。
? ? ? ?值得注意的是,閥控鉛蓄電池在正常使用過程中不需要均衡充電。一般要經(jīng)過3個(gè)月到半年才進(jìn)行一次均衡充電 ,因此均衡充電電壓的設(shè)置對(duì)電池壽命的影響不大。但是均衡充電結(jié)束后須立即轉(zhuǎn)入浮充狀態(tài),否則將會(huì)因嚴(yán)重過充電而影響電池壽命。
? ? ? ?③均衡充電的時(shí)間設(shè)置電池的均衡充電時(shí)間與充電電壓和充電電流有關(guān)。當(dāng)限定的均衡充電電流為0.25 C1oA時(shí),充電電壓為不同的數(shù)值時(shí),充電時(shí)間與容量恢復(fù)百分?jǐn)?shù)的關(guān)系如圖5-8所示。從圖中可以看出,當(dāng)均衡充電電壓設(shè)置為2.35V時(shí),充電電壓改變時(shí),其均衡充電時(shí)間應(yīng)相應(yīng)改變。
?? ? ?在實(shí)際應(yīng)用過程中,若均衡充電時(shí)間過短,則蓄電池充不足電,若均衡充電時(shí)間設(shè)置過長,蓄電池將過充電。為了延長蓄電池的使用壽命,須根據(jù)均衡充電電壓和電流,準(zhǔn)確地設(shè)置均衡充電時(shí)間。
? ? ? ?(3)補(bǔ)充電
? ? ? ?閥控鉛蓄電池長期開路存放時(shí),電池的容量將因自放電而損失。為了***電池具有足夠的容量，使用前,應(yīng)根據(jù)電池的開路電壓,判斷電池的剩余容量,然后采用不同的方法對(duì)蓄電池進(jìn)行補(bǔ)充電。
? ? ? ?閥控鉛蓄電池存放過程中,由于自放電作用,剩余容量將逐漸減小,開路電壓將逐漸下降。開路電壓與剩余容量的關(guān)系如圖5-9所示。從圖中可以看出,當(dāng)單體閥控鉛蓄電池的電壓在2.05V以上時(shí),電池的剩余容量可達(dá)80%以上;當(dāng)單體電池的電壓低于1.95V時(shí),電池的剩余容量將低于25%。當(dāng)剩余容量小于80%時(shí),應(yīng)進(jìn)行均衡充電;當(dāng)均衡充電的電流連續(xù)3h不變時(shí)，再轉(zhuǎn)入浮充充電。值得注意的是,在閥控鉛蓄電池存放過程中,為了避免因過放電而損壞,每隔3個(gè)月應(yīng)進(jìn)行一次補(bǔ)充電。
?? ?(4)循環(huán)充電蓄電池循環(huán)使用時(shí),放出一定電量后，應(yīng)當(dāng)及時(shí)充電,這種充電稱為循環(huán)充電。
? ? ? ?①循環(huán)充電電壓的設(shè)置閥控鉛蓄電池循 環(huán)使用時(shí),通常放出的電量遠(yuǎn)大于其額定容量的20%。為了使活性物質(zhì)充分進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),充電電壓應(yīng)略高于均衡充電電壓,通常設(shè)置在2.40~2.45V ,充電電流也應(yīng)限制在0.25C1oA以內(nèi)。與此同時(shí),循環(huán)充電電壓也應(yīng)根據(jù)環(huán)境溫度而變。
? ? ? ?②循環(huán)壽命? ? ? ?當(dāng)閥控鉛蓄電池循環(huán)使用,其容量下降到額定容量的50%時(shí),蓄電池完成的充放電循環(huán)次數(shù),稱為循環(huán)壽命。電池的循環(huán)壽命隨其放電深度的增:大而迅速降低,如圖5-10所示。由圖可以看出，12V系列閥控鉛蓄電池放電深度為30% ,也就是說每次放出的電量為額定容量30%時(shí),循環(huán)壽命接近1200次;當(dāng)放電深度為時(shí),循環(huán)壽命僅接近400次。因此,閥控電池循環(huán)充放電時(shí),為了延長壽命,應(yīng)當(dāng)盡量避免深度放電。
