CN103427122A - 一种中容量免维护蓄电池的充放电维护方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种中容量免维护蓄电池的充放电维护方法，采集蓄电池的电压、电流及表面温度，根据采集的这些数据对蓄电池的运行状态进行分析，防止蓄电池过充电或过放电，从而延长蓄电池的工作寿命，节约成本。

Description

一种中容量免维护蓄电池的充放电维护方法

技术领域

本发明涉及蓄电池的维护，特别是一种中容量免维护蓄电池的充放电维护方法。

背景技术

支持配电自动化功能的开关设备、配电终端均分散在广阔的各个配电线路上，其电动操作及设备运行需要的电能在配电线路有电时由电压互感器提供，配电线路无电时则由后备电源提供，由于电动操作需要能量大且安装空间有限、数量众多，故目前在配电自动化领域一般选用具有能效比大、成本较低的免维护中容量铅酸蓄电池作为其后备电源。

但是，免维护中容量铅酸蓄电池运行维护随着配电自动化的推广使用也有其不利的一面，如：

蓄电池安装在室外，其运行环境恶劣，运行温度随季节、天气变化而变动，高低温变化幅度大；

蓄电池充电方式多采用在电源模块中通过集成芯片实现的简单固定不变的恒流、恒压、活化方式，未能根据电池实际运行情况作出最佳的控制，从而导致电池过充；

蓄电池在没有交流电源输入时，有电就放，导致电池过放。

由于配电设备在地域上分散安装，分布广、量大，运维配置人员又少，导致蓄电池运行监视困难、维护难等，使得蓄电池实际运行寿命远小于设计寿命。蓄电池维护困难、失效后又无法及时发现，从而影响到了配电自动化实用化的推广，合理有效地监控蓄电池的充放电过程及对电池健康状况的评估，延长蓄电池的使用寿命对提高配电可靠性具有重要意义。 

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种中容量免维护蓄电池的充放电维护方法，防止蓄电池过放电或过充电，延长蓄电池的寿命。

本发明解决其问题所采用的技术方案是：

一种中容量免维护蓄电池的充放电维护方法，其特征在于，包括蓄电池充电时的维护步骤及蓄电池放电时的维护步骤，所述充电时的维护步骤包括：

（1）检测蓄电池电压Uo及其表面温度T，如果Uo大于浮充电压Uf，则进入步骤（4），否则，进入步骤（2）；

（2）对蓄电池进行恒流充电，在充电的同时，若检测到的蓄电池端电压Uo达到设定值U1时，则进入步骤（3）；

（3） 以恒定电压U2对蓄电池进行充电，同时根据检测到的蓄电池的表面温度T调整恒定电压U2的大小，当充电过程符合设置条件时，则进入步骤（4）；

（4）以浮弃电压Uf对蓄电池进行浮充充电，同时根据检测到的蓄电池的表面温度T调整浮充电压Uf的大小；

所述放电时的维护步骤包括：

检测蓄电池的电压Uo、电流Io和表面温度T，若表面温度T符合小于设定的最低温度或大于设定的最高温度的条件时，自动断开蓄电池的放电回路，当表面温度T不符合上述条件时，自动恢复放电回路；或者，若电流Io大于短路电流设定值Idl且持续时间大于设定值Tdl，则自动断开放电回路；或者，若电压Uo小于设定的最高临界值Ulj且电流Io小于短路电流定值Idl，则自动断开放电回路。

所述步骤（3）中，根据检测到的蓄电池的表面温度T调整恒定电压U2的大小具体为：

当表面温度T大于等于5℃且小于等于35℃时，则保持恒定电压U2大小不变；当表面温度T大于0℃小于5℃或者大于35℃小于40℃时，电压U2以公式U2＝U2-K（T-20℃）V进行变化，其中K为蓄电池的系数。

所述步骤（3）中，当充电过程中符合以下设置条件时，则进入步骤（4）：

检测到的蓄电池的电流Io小于0.01C；或者

恒压充电时间t大于设定值Tzd；或者

蓄电池的电压Uo在单位时间内的增大值大于设定值ΔUzd。

所述步骤（4）中，根据检测到的蓄电池的表面温度T调整浮充电压Uf的大小具体为：

当表面温度T大于等于0℃且小于等于40℃时，保持浮充电压Uf的大小不变；

当表面温度T小于0℃或者大于40℃时，则调整浮充电压Uf为0V，停止充电。

本发明的有益效果是：

本发明采用一种中容量免维护蓄电池的充放电维护方法，采集蓄电池的电压、电流及表面温度，根据采集的这些数据对蓄电池的运行状态进行分析，防止蓄电池过充电或过放电，从而延长蓄电池的工作寿命，节约成本。

附图说明

下面结合附图和实例对本发明作进一步说明。

图1是本发明所述恒压恒流充电时的线性示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种中容量免维护蓄电池的充放电维护方法，包括对蓄电池进行充电时的维护方法及蓄电池放电时的维护方法。

对蓄电池进行充电时，参照图1所示，最初是从图中的A点对蓄电池通过恒定电流进行充电，伴随充电的进行，蓄电池的电压上升，当其电压达到B点时，则进行恒压充电，随着充电的时行，蓄电池的电流逐渐减小，最终电流减少到C点变成微电流，此时C点的电流大小约为0.01C，实用应用当中，当蓄电池的充电电流小于0.01C时视为电池充电完成，若此时依然以原电压继续长时间充电，则造成过充电，将折损电池的寿命。同时，蓄电池表面温度的变化也会对蓄电池的寿命造成影响，本发明结合实际应用，解决过充电及温度对蓄电池寿命的影响，延长蓄电池的寿命，减少蓄电池更换次数，降低相应的电力设备成本。

所述对蓄电池进行充电时的维护方法包括步骤：

（1）检测蓄电池电压Uo及其表面温度T，如果Uo大于浮充电压Uf，即图1中所示C点时的电压，则进入步骤（4），否则，进入步骤（2）；

（2）对蓄电池进行恒流充电，在充电的同时，若检测到的蓄电池端电压Uo达到设定值U1时，即图1中所示B点时的电压，则进入步骤（3）；

（3） 以恒定电压U2对蓄电池进行充电，同时根据检测到的蓄电池的表面温度T调整恒定电压U2的大小，当充电过程符合设置条件时，则进入步骤（4）；

（4）以浮弃电压Uf对蓄电池进行浮充充电，同时根据检测到的蓄电池的表面温度T调整浮充电压Uf的大小；

在所述步骤（3）中，根据检测到的蓄电池的表面温度T调整恒定电压U2的大小具体为：当表面温度T大于等于5℃且小于等于35℃时，则保持恒定电压U2大小不变；当表面温度T大于0℃小于5℃或者大于35℃小于40℃时，电压U2以公式U2＝U2-K（T-20℃）V进行变化，其中K为蓄电池的系数。此处所设置的温度值是根据具体的实际应用所设定，实际应用以20℃为蓄电池工作的最佳温度值，当蓄电池的表面温度在20℃上下变动时，根据不同情况，则需要调整充电电压的大小。目前，蓄电池以2.40～2.50V/单格(20℃时的设定值)进行定电压充电，蓄电池恒压充电时的电压值U2＝28.8V，以20℃作为为中间界，上下变动15℃，蓄电池的表面温度T大于等于5℃且小于等于35℃时，说明蓄电池的表面温度正常，以恒压28.8V进行充电，否则，若表面温度T大于0℃小于5℃或者大于35℃小于40℃时，说明蓄电池的温度已经不利于继续恒压充电，以20℃为起点，每变化一度充电电压调整-4mV/单格，调整充电电压U2的值，使其以公式U2＝U2-K（T-20℃）V进行变化，通常K值为0.48，因此，U2＝28.8－0.48（T－20℃）V。对蓄电池进行恒压充电时，若检测到蓄电池的电流Io小于0.01C，则说明蓄电池已经充电完成，则需要转入浮充充电，即进入步骤（4）；实际应用中，若恒压充电的时间t大于设定值Tzd或蓄电池的电压Uo在单位时间内的增大值大于设定值ΔUzd时，同样表明蓄电池充电完成，则需要转入步骤（4）进入浮充阶段。

在所述步骤（4）中，通常浮充电压Uf以2.275V/单格（20℃时的设定值）进行充电，蓄电池的表面温度T在0℃以下或40℃以上时，需对充电电压进行修正，以20℃为起点，每变化一度，单格电压变化-3mV，则当表面温度T大于等于0℃且小于等于40℃时，保持浮充电压Uf的大小不变，以28.8V进行充电；当表面温度T小于0℃或者大于40℃时，则停止充电，此时充电电压为0V。

所述对蓄电池进行放电时的维护方法包括步骤：

检测蓄电池的电压Uo、电流Io和表面温度T，若表面温度T符合小于设定的最低温度或大于设定的最高温度的条件时，自动断开蓄电池的放电回路，本发明中设定最低温度为-15℃，设定的最高温度为50℃，当表面温度T不符合上述条件时，自动恢复放电回路；或者，若电流Io大于短路电流设定值Idl且持续时间大于设定值Tdl，则自动断开放电回路，此时说明需要对蓄电池进行检测，需要手动恢复放电回路；或者，若电压Uo小于设定的最高临界值Ulj且电流Io小于短路电流定值Idl，则自动断开放电回路。由于蓄电池在运输安装过程中需要消费较长时间，如果在整个过程中蓄电池放电，则会导致蓄电池过放电，因此，本发明在蓄电池运输安装过程中，已经断开了放电回路，只有在蓄电池安装完成后，手动恢复放电回路。

需要说明的是，本发明中所设定的温度值并不是一成不变的，本发明通用于所述蓄电池，只要采用相同的手段达到本发明所述目的，皆在本发明的保护范围之内。

本发明通过对蓄电池电压、电流及表面温度的检测，对蓄电池的充放电进行维护，防止过充电与过放电对蓄电池的造成的影响，延长蓄电池的使用寿命，减少蓄电池的更换频率，节约相关成本。

以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种中容量免维护蓄电池的充放电维护方法，其特征在于，包括蓄电池充电时的维护步骤及蓄电池放电时的维护步骤，所述充电时的维护步骤包括：

（1）检测蓄电池电压Uo及其表面温度T，如果Uo大于浮充电压Uf，则进入步骤（4），否则，进入步骤（2）；

（2）对蓄电池进行恒流充电，在充电的同时，若检测到的蓄电池端电压Uo达到设定值U1时，则进入步骤（3）；

（3） 以恒定电压U2对蓄电池进行充电，同时根据检测到的蓄电池的表面温度T调整恒定电压U2的大小，当充电过程符合设置条件时，则进入步骤（4）；

（4）以浮弃电压Uf对蓄电池进行浮充充电，同时根据检测到的蓄电池的表面温度T调整浮充电压Uf的大小；

所述放电时的维护步骤包括：

检测蓄电池的电压Uo、电流Io和表面温度T，若表面温度T符合小于设定的最低温度值或大于设定的最高温度值的条件时，自动断开蓄电池的放电回路，当表面温度T不符合上述条件时，自动恢复放电回路；或者，若电流Io大于短路电流设定值Idl且持续时间大于设定值Tdl，则自动断开放电回路；或者，若电压Uo小于设定的最高临界值Ulj且电流Io小于短路电流定值Idl，则自动断开放电回路。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（3）中，根据检测到的蓄电池的表面温度T调整恒定电压U2的大小具体为：

当表面温度T大于等于5℃且小于等于35℃时，则保持恒定电压U2大小不变；当表面温度T大于0℃小于5℃或者大于35℃小于40℃时，电压U2以公式U2＝U2-K（T-20℃）V进行变化，其中K为蓄电池的系数。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤（3）中，当充电过程中符合以下设置条件时，则进入步骤（4）：

检测到的蓄电池的电流Io小于0.01C；或者

恒压充电时间t大于设定值Tzd；或者

蓄电池的电压Uo在单位时间内的增大值大于设定值ΔUzd。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（4）中，根据检测到的蓄电池的表面温度T调整浮充电压Uf的大小具体为：

当表面温度T大于等于0℃且小于等于40℃时，保持浮充电压Uf的大小不变；

当表面温度T小于0℃或者大于40℃时，则调整浮充电压Uf为0V，停止充电。

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