不同環(huán)境對鉛酸蓄電池性能及壽命影響研究

羅棚

【摘要】 分析不同環(huán)境對鉛酸蓄電池的性能及壽命的影響，對比壓縮機(jī)空調(diào)與TEC空調(diào)的優(yōu)勢，并借助在線溫度控制系統(tǒng)來提高鉛酸電池的壽命。

【關(guān)鍵詞】 鉛酸蓄電池 性能 壽命 環(huán)境

一、不同環(huán)境對鉛酸蓄電池使用性能與壽命的影響

1、不同環(huán)境對鉛酸電池性能及壽命的影響機(jī)理。在一般溫度條件下，如果電網(wǎng)供應(yīng)條件好，供電比較穩(wěn)定，采用空氣壓縮機(jī)是比較成熟的技術(shù)。而對于供電能力較差的高溫地區(qū)，由于環(huán)境溫度過高，空調(diào)壓縮機(jī)運(yùn)行受到限制，斷電的情況下就無法運(yùn)行。在這種情況下，采用TEC半導(dǎo)體直流電制冷，在斷電的情況下，制冷設(shè)備依然可以正常工作。

2、不同環(huán)境對鉛酸蓄電池性能及壽命的影響結(jié)果。實(shí)踐證明，過高的溫度，會降低鉛酸蓄電池的使用壽命。在通常條件下，按照鉛酸蓄電池的設(shè)計(jì)壽命來算，它最適宜的溫度是25℃。溫度每在25℃基礎(chǔ)上上升10℃，鉛酸蓄電池的使用性能與壽命減半。電網(wǎng)的供電能力也決定鉛酸電池的使用性能與壽命。電網(wǎng)頻繁停電，就會提高鉛酸蓄電池的放電次數(shù)。放電次數(shù)越多，鉛酸蓄電池的使用性能與壽命越低。實(shí)踐證明，電網(wǎng)停電時間越長，鉛酸蓄電池放電越充分，鉛酸蓄電池的使用性能就越差，使用壽命就越短。

二、調(diào)控環(huán)境溫度手段與鉛酸蓄電池使用性能與壽命

一般來說，通常可以采用兩種手段來提高鉛酸蓄電池性能及壽命。

1、壓縮機(jī)空調(diào)的影響機(jī)理。壓縮機(jī)空調(diào)是依靠交流電改變制冷劑的形態(tài)來維持運(yùn)行的，在高溫條件下，用它來調(diào)節(jié)環(huán)境溫度，需要持續(xù)的電源供應(yīng)。即使壓縮機(jī)空調(diào)在斷電后，還可以使環(huán)境溫度保持在合理范圍內(nèi)一段時間。但很難準(zhǔn)確測試出壓縮機(jī)空調(diào)將環(huán)境溫度降到一定溫度時，斷電后能維持溫度不變多長時間。因此，采用壓縮機(jī)空調(diào)進(jìn)行降溫處理，其效用是無法估計(jì)的。

2、TEC。TEC工作原理，支持TEC工作的是半導(dǎo)體制冷部件，在半導(dǎo)體制冷部件中，存在著一個N型半導(dǎo)體材料，也存在著一個P型半導(dǎo)體材料，他們結(jié)成電偶對，直流電源接通，能量就會發(fā)生轉(zhuǎn)移。當(dāng)N流向P時，會吸收P接頭端熱量，成為冷端；當(dāng)P流向N時，會釋放熱量給N接頭端，成為熱端；當(dāng)直流電工作時，通過冷端與熱端的冷熱交流，降低溫度。溫度調(diào)節(jié)的幅度是由電流量大小與NP元件的對數(shù)決定。

3、TEC空調(diào)應(yīng)用上的優(yōu)勢。TEC空調(diào)與壓縮機(jī)空調(diào)相比，在制冷方面具有較多的優(yōu)勢。第一，由于不需要壓縮機(jī)，沒有機(jī)械部件，它的結(jié)構(gòu)要比壓縮機(jī)簡單。由熱電制冷模塊直接與導(dǎo)線鏈接的制冷器使用的是直流電，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)供電，性能較為穩(wěn)定可靠，使用壽命也比較高。第二，采用48v直流供電，在電網(wǎng)不穩(wěn)定時，交流斷電，可以由蓄電池為空調(diào)提供直流電。第三，他體量小，維護(hù)起來方便，只需要注意不要讓防蟲網(wǎng)堵住就行。第四，TEC空調(diào)不像壓縮機(jī)空調(diào)需要制冷劑，不需要為了保證制冷效果而添加氟利昂，更加綠化環(huán)保。

三、鉛酸蓄電池的在線溫控系統(tǒng)

在一些溫度不高或天氣惡劣的地區(qū)，為了避免不同環(huán)境對蓄電池性能與壽命的影響，就需要建立在線溫控系統(tǒng)，對鉛酸電池溫度進(jìn)行在線測量，以便及時采取手段將溫度維持在技術(shù)性能范圍。

1、在線溫控系統(tǒng)的運(yùn)行原理。蓄電池的在線溫控系統(tǒng)采用在線溫度檢測，當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定溫度上限，立刻發(fā)出警示信號，促使空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)入快速制冷模式。同時，系統(tǒng)還有自動維護(hù)功能。在線溫控檢測依賴于對蓄電池性能柜內(nèi)溫度評估，借助一些溫度數(shù)據(jù)，對蓄電池的柜內(nèi)溫度進(jìn)行界定，檢測蓄電池的溫度數(shù)據(jù)是否偏離正常數(shù)據(jù)。當(dāng)蓄電池的溫度數(shù)據(jù)被檢測到出現(xiàn)異常，系統(tǒng)就會啟動警示信號，警告需要采取溫度調(diào)節(jié)模式，對溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，以便降低蓄電池柜的柜內(nèi)溫度，同時，系統(tǒng)也設(shè)置蓄電池性能數(shù)據(jù)，對蓄電池的性能進(jìn)行在線監(jiān)控，當(dāng)蓄電池的性能數(shù)據(jù)異常時，啟動警示信號模式，啟動對蓄電池的維護(hù)模式。

2、在線溫控系統(tǒng)的總體架構(gòu)。在線溫控系統(tǒng)采用AD數(shù)據(jù)采集卡，對溫度、電壓、電流等信號數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，通過485數(shù)據(jù)接收器將數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)分析，將分析好的數(shù)據(jù)進(jìn)行SQL存儲。

3、溫度檢測的硬件環(huán)境。該在線溫控檢測系統(tǒng)采用的是DS18B20數(shù)字式溫度傳感器。該傳感器集合了體量小，成本低廉，抗干擾能力強(qiáng)，檢測精度高等優(yōu)點(diǎn)，供電電壓3.0～5.5v。該溫度傳感器可以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)組網(wǎng)控制功能，將多個溫度傳感器并聯(lián)使用，可以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)溫度檢測功能。數(shù)字式溫度傳感器能夠檢測-55℃～125℃的溫度，精度高達(dá)0.5℃。數(shù)字式溫度傳感器可以直接傳送數(shù)據(jù)給CPU和CRC，通過CRC實(shí)現(xiàn)自動糾錯和校檢功能。

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