叉車(chē)蓄電池組多數以不 同的組合電壓出現,用途廣泛,是各類(lèi)機械設備首選的動(dòng)力電源,充電和放電的技術(shù)是很關(guān)鍵的,可說(shuō)是對整組電池的壽命產(chǎn)生決定性影響,很多用戶(hù)新買(mǎi)的叉車(chē)蓄 電池使用壽命和時(shí)間不理想,受到的因素很多,我們從簡(jiǎn)分析下幾點(diǎn)要素:如果電池組壽命低于單體平均壽命的一半以下,可以推斷都是由于使用技術(shù)不當造成的, 首要原因當推過(guò)充和過(guò)放導致單體電池提前失效。以單體電池為動(dòng)力源如移動(dòng)通訊,電源管理技術(shù)已經(jīng)十分完善,但在蓄電池組中,單體之間的差異總是存在的,以 容量為例,其差異性永不會(huì )趨于消失,而是逐步惡化的。組中流過(guò)同樣電流,相對而言,容量大者總是處于小電流淺充淺放、趨于容量衰減緩慢、壽命延長(cháng),而容量 小者總是處于大電流過(guò)充過(guò)放、趨于容量衰減加快、壽命縮短,兩者之間性能參數差異越來(lái)越大,形成正反饋特性,小容量提前失效,組壽命縮短。目前充電主要是 限壓限流法,初期恒流(CC)充電,電池接受能力z強,主要為吸熱反應,但溫度過(guò)低時(shí),材料活性降低,可能提前進(jìn)入恒流階段,因此在北方冬天低溫時(shí),充電 前把電池預熱可以改善充電效果。隨著(zhù)充電過(guò)程不斷進(jìn)行,極化作用加強,溫升加劇,伴隨析氣,電極過(guò)電位增高,電壓上升,當荷電達到約70~80%時(shí),電壓 達到z高充電限制電壓,轉入恒壓(CV)階段。理論上并不存在客觀(guān)的過(guò)充電壓閾值,若理解為析氣、升溫就意味著(zhù)過(guò)充,則在恒流階段末期總是發(fā)生不同程度的 過(guò)充,溫升達到40~50攝氏度,殼體形變容易感測,部分逸出氣體還可以復合,另一些就作為不可逆反應的結果,損失了容量,這可以看作電流強度超出電池接 受能力。在恒壓階段,有稱(chēng)涓流充電,大約花費30%的時(shí)間充入10%的電量,電流強度減小,析氣、溫升不再增加,并反方向變化。
對于過(guò)度充電的叉車(chē)蓄電池組,在檢查的時(shí)候,單體電壓較高者,相對組內其它電池已經(jīng)進(jìn)入過(guò)充電階段。過(guò)充電時(shí),若在恒流階段發(fā)生,由于電流強度大, 電壓、溫升、內壓持續升高,若繼續過(guò)充,氣閥打開(kāi)、溫升繼續升高、不可逆反應加劇。恒壓階段,電流強度較小,過(guò)充癥狀不如恒流階段顯著(zhù)。只要溫升、內壓過(guò) 高,就伴隨副反應,電池容量就會(huì )減少,而副反應具有慣性,發(fā)展到一定程度,可能在充電中也可能在充電結束后的短時(shí)間里使電池內部物質(zhì)燃燒,導致電池報廢。 過(guò)充電加速電池容量衰減、導致電池失效,百害而無(wú)一利。
對于過(guò)度放電使用的叉車(chē)蓄電池組 的導線(xiàn)電阻和觸點(diǎn)電阻,電壓繼續下降,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間以后,到達新的電化學(xué)平衡,進(jìn)入放電平臺期,電壓變化不明顯,放熱反應加電阻釋熱使電池溫升較高。放電 電壓曲線(xiàn)近似單體放電曲線(xiàn),持續放電,電壓曲線(xiàn)進(jìn)入馬尾下降階段,極化阻抗增大,輸出效率降低,熱耗增大,接近終止電壓時(shí)停止放電??紤]組內單體電池,必 有相對的過(guò)放電情況。在放電后期,電壓接近馬尾曲線(xiàn),組中單體容量正態(tài)分布,電壓分布很復雜,容量z小的單體電壓跌落得也就z早、z快,若這時(shí)其它電池電 壓降低不是很明顯,小容量單體電壓跌落情況被掩蓋,已經(jīng)被過(guò)度放電。觀(guān)察單體過(guò)放情況,進(jìn)入馬尾曲線(xiàn)以后,若電流持續較大,電壓迅速降低,并很快反向,這 時(shí)電池被反方向充電,或稱(chēng)被動(dòng)放電,活性物質(zhì)結構被破壞,另一種副反應很快發(fā)生,過(guò)一段時(shí)間,電池活性材料接近全部喪失,等效為一個(gè)無(wú)源電阻,電壓為負 值,數值上等于反充電流在等效電阻上產(chǎn)生的壓降,停止放電后,原電池電動(dòng)勢消失,電壓不能恢復,因此,一次反充電足以使電池報廢。
論述總結:叉車(chē)蓄電池的過(guò)充過(guò)放對電池的損害都是致命的,不同之處僅在于過(guò)充產(chǎn)生大量氣體、易自燃和爆炸、表象劇烈,過(guò)放外觀(guān)變化和緩、但失效速度 卻極快,在正常使用中都應嚴格避免出現。鑒于相同原材料、同批次的單體電池,容量、內阻、壽命等性能參數符合正態(tài)分布并且離散程度有限;鑒于在相同的電流 激勵條件下,單體電池電壓變化過(guò)程的一致性漸進(jìn)逼近其它性能參數的一致性,其中z重要的參數是荷電程度;鑒于電池在未曾歷經(jīng)過(guò)過(guò)充、過(guò)放的損害,在其生命 期里不容易提前失效,可以推斷,如果在充放電過(guò)程中通過(guò)能量變換的辦法實(shí)施電池組中單體電壓的均衡控制,使單體電壓趨于一致,那么單體的相對荷電程度也趨 于一致,可以實(shí)現同時(shí)充足電、也同時(shí)放空電,進(jìn)而,電池組的壽命應接近于單體電池的平均壽命。
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