铅酸密封蓄电池充放电方式选择和控制

摘要： 铅酸密封蓄电池广泛应用于交通车辆、通信基站、电力安保、行车保磁、电力车辆等场所。近年来，由于充放电控制技术应用不正确造成大量铅酸密封蓄电池过早地损坏，甚至威胁到系统设备的运行安全。本文结合实际，详细分析了各种环境参数、充电参数对铅酸密封蓄电池的充放电的影响，说明了如何设置各种充放电参数的方法，已达到蓄电池合理、科学使用的目的。

Abstract: Sealed lead-acid battery is widely used in vehicle, communication base station, power security, traffic and magnetic, electric vehicles and other places. In recent years, because of the charge and discharge control technology applied incorrectly resulted in a large number of sealed lead-acid battery premature damage, and even a threat to the safe operation of the system equipment. This paper, a detailed analysis of various environmental parameters, the charging parameters of sealed lead-acid battery charging and discharging effect, explain how to set the parameters of various charging and discharging method, has reached a reasonable, scientific use of storage battery.

关键词：充放电控制铅酸密封蓄电池均衡充电恒流限压浮充充电

中图分类号：TM911.1文献标识码：A 文章编号：

铅酸密封蓄电池的优点是价格相对较低、电压稳定、基本无污染、成组数量相对较少、一般维护时不需添加电解液等。近年来，在交通车辆、通信基站、电力安保、行车保磁、电力车辆等场所得到广泛应用。但是不少用户反映，铅酸密封蓄电池容易损坏且使用寿命较短。据有关资料显示，因充放电控制不合理而损坏的蓄电池占损坏蓄电池总数的80％。本来应该工作5—8年的铅酸密封蓄电池（有的厂家说产品可用15年，但据作者10多年维护下来，根本达不到，少则3年），大部分都在5年左右性能严重劣化，少数1年左右就报废了，常见的报废现象如发电机无法启动、市电停电后蓄电池无法满足负荷用电需求、蓄电池外壳膨胀、接头烧毁、漏液等等，给用户造成了一定的经济损失。为了延长铅酸密封蓄电池的寿命，一方面蓄电池质量要过硬，另一方面，必须对蓄电池充电(尤其是浮充充电)、放电进行控制。一般单只2V铅酸蓄电池充放电曲线如图一所示。

一、浮充充电

在通信电源系统中，蓄电池作为市电断定后的备电源，为应急所需，避免蓄电池亏电，通常都用充电机向蓄电池组浮充供电的方式确保蓄电池电量满态。在浮充状态下，充电主要是为了补偿蓄电池因自放电而损失的电量。

以下以某通信电源系统中，铅酸密封蓄电池组24只单体蓄电池串联使用为例进行说明。

1．1浮充电压设置

铅酸密封蓄电池组长年工作于浮充状态，为了不影响蓄电池的寿命，必须保证蓄电池内不产生过量气体，为此，当环境温度为25℃时，标称电压为2V的单格铅酸密封蓄电池的浮充电压通常应设置在2.25 V，允许变化范围为2.23～2.27 V。

当浮充电压设置过低时，铅酸密封蓄电池会长期处于欠充电状态，极板深处的活性物质不能充分参与电化学反应而得不到活化，因而在活性物质与栅极之间形成高电阻层，因此，蓄电池的内阻增大，电压升高，容量下降。当浮充电压设置过高时，蓄电池将长期处于过充电状态，蓄电池内产生的气体量增加，安全阀经常处于开启状态，电解液中的水分大量损失，通常，水分损失15％，蓄电池的容量就小15％。此时，蓄电池的寿命就终止了。此外，浮充电压设置过高时，浮充电流过大。试验表明，单体铅酸密封蓄电池的浮充电压升高l00mV，浮充电流可增大l0倍。浮充电流过大时，蓄电池内产的热量不能及时散掉，蓄电池中将出现热量积累，从而使蓄电池的温度升高，这种现象通常称为热失控。某些厂家的实验表明：浮充电压设置在2.28V(25℃)时，12～18个月后，电泄容量严重下降并可导致热失控；浮充电压设置在2.30V(25℃)时，6～8个后可能出现热失控；浮充电压设置在2.35V（25℃)时，4个月后就可能出现热失控。同时，极板表面的活性物质会因电解液的不断冲刷而脱落，造成蓄电池容量下降。

图一 正常充放电曲线

还应当说明，充电机的纹波电压过高时，虽然，浮充电压均值不高，但是浮充电压的峰值过高。该峰值电压使单体蓄电池的浮充电压超过2.40V时，也可使电解液中的水分解，产生较多气体，从而减小蓄电池的容量。

如在某处的UPS 系统中，铅酸密封蓄电池组有由24只单体蓄电池串联成。充电机的浮充电压应当设置在54V(2.25V×24)或54.5V。但是，目前有一些开关整流器为防止过充电，将浮充电压设置在52V，这样，铅酸密封蓄电池将长期充不足电。另外，也有一些充电机为了不进行均衡充电，浮充电压设置得过高，这样也将严重缩短蓄电池寿命。据有关文献报道，寿命试验表明，浮充电压与规定值相差5％，蓄电池的浮充寿命将缩短一半。

1．2浮充电压与温度的关系

在浮充状态下，为了保证铅酸密封蓄电池既不过充电，也不欠充电，除了设置合适的浮充电压外，还必须随着环境温度的变化适时调整浮充电压，浮充电压的温度系数约为一3mV／℃，也就是说，温度每升高1℃（与25℃相比较），单体蓄电池的浮充电压应当下降3mV，如图2所示。

试验表明，在浮充电压不变的条件下，环境温度升高10℃， 铅酸密封蓄电池的浮充电流将增加1O倍，这样就会产生热失控。

1．3浮充寿命与环境温度的关系

在浮充状态下，铅酸密封蓄电池能够正常供电的时间，称为浮充寿命。加速寿命试验结果表明，当温度为25℃时某些国外铅酸密封蓄电池的浮充寿命可达20年，国产2V铅酸密封蓄电池的浮充寿命有的可达到8年以上，差的会更低。

环境温度升高后，浮充电流增大，板栅腐蚀加速，产生氢气的电位降低，蓄电池内将发生电解水反应，同时，温度越高，电解液中水分蒸发得越快。通常温度每升高1O℃，水分蒸发损失约增加一倍，水分减少后，蓄电池的内阻增加，容量下降，寿命也随之缩短。

为了延长铅酸密封蓄电池的寿命，铅酸密封蓄电池应当安装在有空调的房间内。安装铅酸密封蓄电池时，单体蓄电池之间应当留有一定的空隙，以增加空气的流动空间，还应当避免太阳照射。铅酸密封蓄电池还应当远离充电机、放电机等热源，此外，采用多层安装时，层数不要太多最好不要安装在密闭的蓄电池柜内，以免影响散热。充放电间应避免火源，以免因蓄电池排出的氢气浓度高而引起爆炸。