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阀控式铅酸蓄电池组主动均衡研究

来源:机房360 作者:张 健1, 冉建国2, 陈胜军2 更新时间:2013-9-6 13:15:50

摘要:探讨了电源系统中浮充电压对阀控式铅酸蓄电池寿命的影响,要保证蓄电池的使用寿命,必须有合适的浮充电压。讨论了传统的均衡充电不适合阀控式铅酸蓄电池的原因,提出了蓄电池组主动均衡的方法。通过主动均衡,可以使电池电压达到足够的均衡精度,保证电池的安全稳定和延长电池的使用寿命。

  在以前的电池维护中,伴随着均衡充电的过程是进行电池比重的调整,也就是说采用添加蒸馏水的办法补充水量,以保持电池的均衡性。但在免维护电池中,在现有的维护制度下是不能加水的,这样一来,将不可避免造成电池的失水、电池干枯。

  事实上,均衡充电电压,对于大多数电池来说,都是较高的浮充电压。在这种情况下,对于大多数正常的电池来说,无疑是处于过充电状态。这将产生大量的O2和H2。理论上讲,阀控密封电池是不失水的,但事实是不可避免的:首先,化学反应效率是不可能达到100%的,不能复合的气体在电池内部形成一定的压力,压力超过安全控制阀阀值时,阀门打开,气体从控制阀中排出。其次,电池是不可能完全密封的,电池失水是一个缓慢的过程。

  免维护电池失水会与普通铅酸电池一样,会造成电池的伤害,影响电池的容量与寿命,还存在免维护电池独特的故障特点。免维护电池的失水,必然引起电池内部胶体电解液液面的降低,当电解液的高度低于极板时,由于系统的复合效率不可能是100%,因此将有部分氧气在正极板电解液浸泡处发生下列反应:

  O2+2H2SO4+2Pb=2PbSO4+2H2O

  产生后的PbSO4、H2O将流回电解液中,在充电过程中上述反应不断产生,这样一来,极板上部的铅被不断地转移到下部,在长期使用后,极板汇流条慢慢地被腐蚀,直致电池最终出现断路。

  (2)传统的均衡充电方法并不能达到电池均衡

  图5所示采用传统的提高充电电压进行电池均衡的方法。从图中看出均衡充电85h后电池并未均衡。在实际运行的电池组中,同样存在类似情况,电池之间存在较大的电压差,最高电池与最低电池电压差甚至超高1V。所以传统的均衡方式并不能解决免维护电池的均衡问题。很多供电部门已取消了均衡充电,如唐山供电公司。

  图6是采用均衡器对电池作主动均衡,十几个小时后,电池电压趋于一致。

     

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