铅酸蓄电池充放电监测与控制技术研究

马辉

摘 要：随着我国经济的发展，对供电系统的稳定性要求越来越高，对变电站蓄电池和直流电源的要求也越来越高。我國电力系统变电所蓄电池的维修技术昂贵、低效，最终影响到蓄电池的性能。

关键词：铅酸蓄电池;充放电;监测;控制

在变电站直流供电系统中，蓄电池起着非常重要的作用。其主要功能是为变电站二次系统提供电力保障，使二次系统更加稳定、安全可靠的监测和保护，保证变电站通信设备的正常运行。因此，提高电池的稳定性，对电池的充放电进行检测和控制，保证实际提供的负载容量，保证电力设备的安全运行具有重要意义。

1 铅酸蓄电池充放电监测与控制技术的研究意义

不同的蓄电池充放电原理是不同的，铅酸蓄电池充放电原理是通过铅和二氧化铅作为负极和正极，再通过硫酸溶液实现电能的储存和释放过程。根据相关研究数据，如果电池在放电过程中没有经过科学合理的检测和控制，将会影响整个大气环境，因此改进铅酸电池的充放电检测和控制技术可以进一步减少电池对大气环境的污染。另一方面，对电池充放电进行监测，可以有效提高电池的使用寿命，不当的充放电行为会导致电池容量降低，其使用效果会受到损害。许多电池不是用在一个单一的应用程序，而是通过电池组工作。如果能在充放电过程中对电池组进行充分的监控，将会提高电池组的使用效率，更好的保证电池组的使用寿命。

2 关于铅酸蓄电池充放电监测技术的研究

研究铅酸蓄电池充放电监测技术是相关部门的重点工作。在研究充放电控制技术之前，需要了解铅酸蓄电池的工作原理和充放电原理。铅酸蓄电池主要由以下组成：第一，铅作为负极，二氧化铅作为正极，通过硫酸作为介质，最终完成充放电功能。但是，如果不采用充放电检测技术，会导致充放电不足，影响整个铅酸蓄电池的使用。其次，了解充放电原理：20世纪60年代，著名物理学家马斯研究了电池的充放电原理，建立了直流运行模型。

目前最常用的充电方式有恒流充电、恒压充电和分阶段充电。对于三种电池充电方式，具体的充放电检测技术也有所不同。首先，必须选择铅酸蓄电池的充放电方式。而区分前两种方式，最科学合理的方式还是通过分阶段充放电比较合适，根据电流的变化，有选择地进行充放电行为。在充电过程中，由于后期充电强度不断降低，导致后期充电电流大于电解水，最终导致气体过量。恒流充电和恒压充电最终会导致不同程度的电池消耗。恒流充电对电池在充电初期有很大的影响，而恒压充电对充电后期影响较大，会严重影响电池的使用寿命。数据表明，采用分阶段充电的方法可以更好地保证铅酸蓄电池的使用寿命。铅酸蓄电池充电初期可采用恒压充电。当电池测试系统检测到一定的电池容量时，可以采用恒流充电。分段充电是当前铅酸蓄电池充放电研究的热点，在国内外已取得一定进展。

3 关于铅酸蓄电池充放电控制技术的研究

关于铅酸蓄电池充放电控制技术的研究，可以从以下几个方面入手：

3.1 通过充放电时间的把控进行控制

对充电和放电时间的控制是一种最简单的控制方法，铅酸蓄电池在使用过程中，由于使用的时间是不同的，最终导致充电和放电时间是不同的，针对电池充电和放电监测就是在这方面进行的，能够及时、有效的监测出充电和放电时间和使用寿命之间的关系 ，能很好地对时间进行控制，从而合理控制铅酸蓄电池的充放电。然而，该技术不能很好地监测和控制铅酸蓄电池的充放电，因此不能判断铅酸蓄电池的具体充放电状态。

3.2 通过充电温度的把控进行控制

我们应该有这样的生活经历，在冬天，电动车电池的放电时间相对较快，而在夏天，电池的放电时间相对较长。这样，铅酸蓄电池的充放电控制也可以由温度来控制。铅酸电池的温度随着化学反应的增加而升高。改变温度可以有效地控制铅酸蓄电池的充放电行为，但这种方法精度不高，存在一定的缺点。

3.3 通过电压的高低进行充放电控制

首先，采用最高电压法进行充放电控制。最高电压法是指当充电过程中电压超过最高值时，停止充电行为，有效保护铅酸蓄电池不受电压控制不当引起的过度充电。但最高电压方法在操作的过程中，变量太单一，并不能很充分地进行充放电控制，因此我们还可以通过负电压增量法进行充放电控制，其原理在于，在充电过程中，电压如果达到了最大值，但仍然继续进行充电，其电压不增反降，这就为负电压增量法提供了可行性依据，所以对于负电压增量的监测就可以有效地进行充放电控制。

3.4 通过综合因素进行充放电把控

上述三种方法均为充放电控制方法，但由于变量过于单一，不适合对铅酸蓄电池充放电进行及时有效的控制。那么如何进行科学合理的控制就是要解决的问题，笔者认为可以通过综合因素方法进行把控，通过三种方法的结合，按照变量的不同进行分阶段、分情况的控制，在电池面临多种因素的影响下，无论是温度还是电压，以及充电设备的异常状况，都可以很好地进行充放电的把控，总结下来，只有这样才能够充分地对铅酸蓄电池充放电进行合理控制，才能够更好地延长铅酸蓄电池的使用寿命。

针对于铅酸蓄电池的研究力度越来越大，铅酸蓄电池组的有效运用可以促进新能源汽车领域的发展，目前这块的技术发展很迅猛，但仍然存在着一些技术弱点，这些弱点将是铅酸蓄电池充放电检测与控制的拦路石。文章针对目前铅酸蓄电池充放电检测与控制技术的国内外现状和意义进行阐释，并且分开论述了监测与控制技术的研究，旨在更好地促进相关方面的研究。

参考文献：

[1]李茹.基于晶闸管的铅酸蓄电池充放电系统的研究[D].哈尔滨：哈尔滨理工大学，2017（12）：34-35.