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荷满、均压是松下阀控式铅酸蓄电池在线诊断的必要条件

铅酸蓄电池从一百多年前发明到现在虽然有了大量的改进,但是电化学基本原理没有变。阀控式蓄电池以它的贫液特点带来了好处,如体积小、重量轻、维护工作量少而受到青睐。然而阀控式蓄电池公认的理论寿命为二十年、设计寿命为十五年,在使用环境安装空调,每年按规定做充放电试验,实际寿命却只有八至十年;在郊外,市电差,无空调等的情况下,电池寿命最多三至四年。另外,在日常使用中无法知道在线蓄电池的剩余容量,只有通过离线放电测试才能大致知道电池的容量,对于不能中断通信的电信运行商来说这是长期以来希望解决而没有解决的问题。 
一、要提高松下蓄电池维护水平,必须解决在线诊断问题 
蓄电池常年工作在浮充状态,由于各家电池厂商的极板配方、电解液比重不同,单体电池浮充电压的设定也有不同。我们以2.23V为例.浮充电压包含了两部分,一部分为蓄电池的静态电动势,即E=d+0.85(d为电池电解液比重),阀控电池的d一般取1.300,则E=1.300+0.85=2.15V;另一部分则综合考虑开关电源的稳压精度,直流屏压降,馈线压降及单体电池的连接端子压降等。一般说来,新电池内阻较小,连接端子面的电阻也较固定,单体电池端电压由离散会逐步趋向接近,但在浮充几年后,电池内阻不均衡逐渐显现,或者是温升的原因,或者是电池正负两端连接条接触稍微差一些(有可能是极柱爬酸、连接螺栓略松造成)等,都有可能使单体电池浮充电压发生变化。而这种情况又是动态的,当整组电池作了充放电后,该组电池又可能出现新一轮的浮充电压略高和略低的电池。长此以往,组内的蓄电池性能就变得越来越差。所以我们经常听到这样的话:“浮充电压略高的电池不一定好,浮充电压略低的电池不一定差。”这就反映了单靠检测平时的浮充电压发现不了容量不足或故障电池,而做放电试验费工费时又耗电,风险大,准确性不高。因此蓄电池的在线诊断技术越耒越被关注,这个技术的成功就是电池维护水平的上升空间。  
二、实现蓄电池在线诊断,荷满是必要条件之一  
处于浮充状态下电池的浮充电流主要用于维持氧通道和补偿自放电的能量损失。长期以来,蓄电池的充足标准是:浮充电流小到保持三小时不变。事实上,虽然流过各单体电池的浮充电流是相同的,但由于电池组中各单体电池特性存在离散性,这个浮充电流对某些电池可能是过量的,对某些电池又是欠量的,而且这种过量和欠量又是动态的,在不同的使用环境(如温度影响)、使用年份(如充放电次数)等物理因素和蓄电池内部硫酸盐化进程等因素的作用下会发生不规则的变化,这种状况在现行的充电运行方式下是无法干预的。因此在达到现行的所谓电池充足标准下,各电池其实处于程度不等的“荷不满”。由于电池处于“荷不满”状态,试图用各种方法去检测其容量,也就变得毫无意义,因为电池单体处在不同的起跑线上。所以只有电池工作在荷满的浮充运行状态下,蓄电池组剩余容量准确测定才具备了必要条件,也使蓄电池组实际使用的环境接近设计寿命的环境,使放电时间得以延长。  
三、实现蓄电池在线诊断,均压是必要条件之二 
上文已提到,电池浮充电压与电解液浓度有关,电解液浓度提高,浮充电压就增高,正极板的腐蚀速度也会增大。由于单体电池的失水程度不一,必然使单体电池间的浮充电压不一致,而一次大电流放电或均充后,大部分电池间的端电压值又会有所变化,所以这种情况就造成了电池极板腐蚀加速,厚薄不均,影响电池的使用寿命。有实践已证明:蓄电池组的单体电池实际浮充时的端电压与规定的浮充电压相差5%时,蓄电池组的寿命将缩短一半。 
在限定的整组浮充电压下,部分电池浮充电压略高势必有另一部分电池浮充电压略低,这种过高或过低的浮充电压就是造成部分电池过充,部分电池欠充的原因,所以只有将均衡的浮充电压真正落实到每个单体电池上,使电池站在同一起跑线上,这时每个单体电池的可比性才是正确的,在线诊断电池容量才有意义。这种均压不是采用电池外在的端电压箝位的方法,或者添加化学制剂的办法,而应采用电化学本身的方法,激活蓄电池浮充时端电压会逐步趋向一致的功能,达到均压的目的。 

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