鉛酸蓄電池充放電監測與控制技術研究

馬輝

摘 要：隨著我國經濟的發展，對供電系統的穩定性要求越來越高，對變電站蓄電池和直流電源的要求也越來越高。我國電力系統變電所蓄電池的維修技術昂貴、低效，最終影響到蓄電池的性能。

關鍵詞：鉛酸蓄電池;充放電;監測;控制

在變電站直流供電系統中，蓄電池起著非常重要的作用。其主要功能是為變電站二次系統提供電力保障，使二次系統更加穩定、安全可靠的監測和保護，保證變電站通信設備的正常運行。因此，提高電池的穩定性，對電池的充放電進行檢測和控制，保證實際提供的負載容量，保證電力設備的安全運行具有重要意義。

1 鉛酸蓄電池充放電監測與控制技術的研究意義

不同的蓄電池充放電原理是不同的，鉛酸蓄電池充放電原理是通過鉛和二氧化鉛作為負極和正極，再通過硫酸溶液實現電能的儲存和釋放過程。根據相關研究數據，如果電池在放電過程中沒有經過科學合理的檢測和控制，將會影響整個大氣環境，因此改進鉛酸電池的充放電檢測和控制技術可以進一步減少電池對大氣環境的污染。另一方面，對電池充放電進行監測，可以有效提高電池的使用壽命，不當的充放電行為會導致電池容量降低，其使用效果會受到損害。許多電池不是用在一個單一的應用程序，而是通過電池組工作。如果能在充放電過程中對電池組進行充分的監控，將會提高電池組的使用效率，更好的保證電池組的使用壽命。

2 關于鉛酸蓄電池充放電監測技術的研究

研究鉛酸蓄電池充放電監測技術是相關部門的重點工作。在研究充放電控制技術之前，需要了解鉛酸蓄電池的工作原理和充放電原理。鉛酸蓄電池主要由以下組成：第一，鉛作為負極，二氧化鉛作為正極，通過硫酸作為介質，最終完成充放電功能。但是，如果不采用充放電檢測技術，會導致充放電不足，影響整個鉛酸蓄電池的使用。其次，了解充放電原理：20世紀60年代，著名物理學家馬斯研究了電池的充放電原理，建立了直流運行模型。

目前最常用的充電方式有恒流充電、恒壓充電和分階段充電。對于三種電池充電方式，具體的充放電檢測技術也有所不同。首先，必須選擇鉛酸蓄電池的充放電方式。而區分前兩種方式，最科學合理的方式還是通過分階段充放電比較合適，根據電流的變化，有選擇地進行充放電行為。在充電過程中，由于后期充電強度不斷降低，導致后期充電電流大于電解水，最終導致氣體過量。恒流充電和恒壓充電最終會導致不同程度的電池消耗。恒流充電對電池在充電初期有很大的影響，而恒壓充電對充電后期影響較大，會嚴重影響電池的使用壽命。數據表明，采用分階段充電的方法可以更好地保證鉛酸蓄電池的使用壽命。鉛酸蓄電池充電初期可采用恒壓充電。當電池測試系統檢測到一定的電池容量時，可以采用恒流充電。分段充電是當前鉛酸蓄電池充放電研究的熱點，在國內外已取得一定進展。

3 關于鉛酸蓄電池充放電控制技術的研究

關于鉛酸蓄電池充放電控制技術的研究，可以從以下幾個方面入手：

3.1 通過充放電時間的把控進行控制

對充電和放電時間的控制是一種最簡單的控制方法，鉛酸蓄電池在使用過程中，由于使用的時間是不同的，最終導致充電和放電時間是不同的，針對電池充電和放電監測就是在這方面進行的，能夠及時、有效的監測出充電和放電時間和使用壽命之間的關系 ，能很好地對時間進行控制，從而合理控制鉛酸蓄電池的充放電。然而，該技術不能很好地監測和控制鉛酸蓄電池的充放電，因此不能判斷鉛酸蓄電池的具體充放電狀態。

3.2 通過充電溫度的把控進行控制

我們應該有這樣的生活經歷，在冬天，電動車電池的放電時間相對較快，而在夏天，電池的放電時間相對較長。這樣，鉛酸蓄電池的充放電控制也可以由溫度來控制。鉛酸電池的溫度隨著化學反應的增加而升高。改變溫度可以有效地控制鉛酸蓄電池的充放電行為，但這種方法精度不高，存在一定的缺點。

3.3 通過電壓的高低進行充放電控制

首先，采用最高電壓法進行充放電控制。最高電壓法是指當充電過程中電壓超過最高值時，停止充電行為，有效保護鉛酸蓄電池不受電壓控制不當引起的過度充電。但最高電壓方法在操作的過程中，變量太單一，并不能很充分地進行充放電控制，因此我們還可以通過負電壓增量法進行充放電控制，其原理在于，在充電過程中，電壓如果達到了最大值，但仍然繼續進行充電，其電壓不增反降，這就為負電壓增量法提供了可行性依據，所以對于負電壓增量的監測就可以有效地進行充放電控制。

3.4 通過綜合因素進行充放電把控

上述三種方法均為充放電控制方法，但由于變量過于單一，不適合對鉛酸蓄電池充放電進行及時有效的控制。那么如何進行科學合理的控制就是要解決的問題，筆者認為可以通過綜合因素方法進行把控，通過三種方法的結合，按照變量的不同進行分階段、分情況的控制，在電池面臨多種因素的影響下，無論是溫度還是電壓，以及充電設備的異常狀況，都可以很好地進行充放電的把控，總結下來，只有這樣才能夠充分地對鉛酸蓄電池充放電進行合理控制，才能夠更好地延長鉛酸蓄電池的使用壽命。

針對于鉛酸蓄電池的研究力度越來越大，鉛酸蓄電池組的有效運用可以促進新能源汽車領域的發展，目前這塊的技術發展很迅猛，但仍然存在著一些技術弱點，這些弱點將是鉛酸蓄電池充放電檢測與控制的攔路石。文章針對目前鉛酸蓄電池充放電檢測與控制技術的國內外現狀和意義進行闡釋，并且分開論述了監測與控制技術的研究，旨在更好地促進相關方面的研究。

參考文獻：

[1]李茹.基于晶閘管的鉛酸蓄電池充放電系統的研究[D].哈爾濱：哈爾濱理工大學，2017（12）：34-35.