叉車(chē)蓄電池的檢測技術(shù)

目前叉車(chē)蓄電池組檢測 技術(shù)受諸多因素影響遠遠不能滿(mǎn)足用戶(hù)實(shí)際電能生產(chǎn)需求，其反饋信息單一，精度低；大量的人工測量費時(shí)費力，安全性差，周期長(cháng)，無(wú)法及時(shí)發(fā)現落后、失效蓄電 池；頻繁的放電測試對蓄電池會(huì )造成無(wú)法恢復的傷害隱患。同時(shí)，蓄電池組在工作中，如電池本身的設計、生產(chǎn)廠(chǎng)工藝及使用維護等原因引發(fā)內部隱患，電池失效現 象時(shí)有發(fā)生，嚴重影響了電能系統的正常運行。為保證系統的安全、正常運轉，必須對叉車(chē)蓄電池的狀況進(jìn)行在線(xiàn)實(shí)時(shí)檢測。從查閱大量資料和社會(huì )調研結果顯示， 重新考量電池組檢測技術(shù)是業(yè)內十分關(guān)注的課題。為此，在構建蓄電池在線(xiàn)自動(dòng)檢測初始實(shí)驗中，已充分考慮到對電池相關(guān)的底層信息的采集通道采取了必要的電氣 隔離措施，從而避免電池組串聯(lián)高壓影響。經(jīng)理論推演如果增加電池節數，相應的硬件系統只需增加與之相應的采集通道即可，能夠保證實(shí)驗成果的可應用性。

構建叉車(chē)蓄電池在線(xiàn)管理系統，如設計其主要功能有能報告電池組中單個(gè)電池狀態(tài)，以便及時(shí)消除個(gè)體隱患；能通過(guò)儀表對電池電量等多個(gè)參數實(shí)時(shí)顯 示，為同步操作提供精準信息；能對電能的穩定狀態(tài)維持時(shí)間作出預告，為電池維護留出充足時(shí)間；能實(shí)現電池環(huán)境溫度的自動(dòng)調節，提高電能輸出效率；能對出現 的非正常工作環(huán)境發(fā)出警報，z大限度地延長(cháng)蓄電池的使用壽命，節約運營(yíng)成本，等等。設計蓄電池在線(xiàn)管理系統的這些重要的實(shí)用功能，為z終實(shí)現對蓄電池電能 輸出的穩定性控制，排除外界擾動(dòng)引起的蓄電池輸出電流或電壓的波動(dòng)，減輕操作人員工作強度提供了有力保障。

在線(xiàn)管理系統，主要包括數據采集的底層驅動(dòng)程序設計，不平衡檢測、容量預測、失效判定等管理功能的算法設計與程序設計，以及系統界面的程序設計 等。數據采集，獲取電池工作狀態(tài)參數和相關(guān)環(huán)境參數，包括電池端電壓、充放電電流、電池體溫度、環(huán)境溫濕度等底層信息采集。通過(guò)對采集的若干檢測數據進(jìn)行 算法處理，實(shí)現電池管理系統相關(guān)實(shí)用功能。電池狀態(tài)包括荷電狀態(tài)（SOC）和健康狀況（SOH）兩大方面。荷電狀態(tài)給出叉車(chē)電池剩余容量相關(guān)信息；健康狀 況給出與電池壽命相關(guān)的信息，可以近似表征電池的老化程度。能量管理，根據電池相關(guān)狀態(tài)的信息控制電池充放電。安全管理，監視電池電壓、電流和溫度，防止 電池的過(guò)充、過(guò)放電。溫度管理，控制電池組的溫度均衡，保證電池組在適宜溫度環(huán)境下工作。人機界面，有電池狀態(tài)的顯示，按鍵控制接口，報警裝置等，方便操 控人員獲知電池相關(guān)信息。

一般叉車(chē)電瓶的工作空間緊湊、數量眾多，且不能大量使用傳輸線(xiàn)纜。工作人員對電池的工作狀態(tài)逐一檢測既耗時(shí)又費力，工作量繁重且精度較差。通常 電池采用開(kāi)口式結構，在工作過(guò)程中產(chǎn)生的即使些許酸霧和氫氣都會(huì )對工作人員的身體和用電設備運行安全造成較大威脅。因此設計的蓄電池在線(xiàn)管理系統，其方案 在生產(chǎn)運用中安全可靠、自動(dòng)化程度高、容易操作和方便維修更換等方面的要求很高。叉車(chē)蓄電池在線(xiàn)監測管理系統，針對測量電池的運行條件和檢測電池本身的狀 況而設計，不僅要求能夠獲取系統多方面的數據，而且要求能夠在系統運作過(guò)程中獲得若干精準的實(shí)時(shí)數據。

叉車(chē)蓄電池組 由若干節電池組成，而單節電池內部又由多個(gè)單體電池組成。一般一個(gè)單體電池電壓為2V，6個(gè)單體電池串聯(lián)構成一組48V/80V/24V/72V電瓶。由 于生產(chǎn)工藝和成產(chǎn)過(guò)程的不一致，導致電池內部單體電池彼此之間的容量有偏差，不可避免的在整組電池中發(fā)生部分電池過(guò)充、過(guò)放或虧充的現象，這將使得電池性 能惡化，電池間不平衡程度進(jìn)一步拉大，進(jìn)入惡性循環(huán)。因此，能夠及時(shí)發(fā)現電池組中落后電池是哪一節或哪幾節落后，落后程度等信息，對維護電池性能具有非常 重要的意義。判斷工作電池之間的不平衡，對單體電池端電壓進(jìn)行跟蹤檢測與比較，其內部單體電池故障狀況就可以實(shí)時(shí)反映出來(lái)。通常電池組故障處理的z小單位 是單節電池，而更換電池組中落后的單體電池成本低，更便捷。叉車(chē)蓄電池在線(xiàn)管理系統構建對蓄電池運行參數實(shí)行全面監管，諸如單體電池電壓、電池組電壓、充 放電電流、蓄電池的環(huán)境溫度等參數，從而保證蓄電池在正常條件下穩定工作。

當叉車(chē)電池性能出現惡化或者工作環(huán)境出現異常時(shí)，系統利用蜂鳴器發(fā)出報警信號。根據蓄電池在線(xiàn)管理系統整體設計的標準要求，針對各種情況設定相 關(guān)警報門(mén)限值。實(shí)驗中將整組電池電壓監測采用UPS設計在整流電源內。測量電池組的電壓、電流和溫度，進(jìn)行充電和放電管理，尤其是根據環(huán)境溫度變化調整電 池的浮充電壓，在電池放電時(shí)電池組電壓低至某下限時(shí)報警。整組監測存在較大的不足是在蓄電池組放電時(shí)，放電的截止電壓是N×1.8V/只（N為蓄電池數 量），由于蓄電池組中蓄電池單體的一致性無(wú)法嚴格保證，因此在放電中當個(gè)別電池已經(jīng)達到放電截止電壓，但電池組并沒(méi)有達到N×1.8V/只時(shí)，就會(huì )出現個(gè) 別電池過(guò)放電。當單節電池放電至終止電壓10.80V時(shí)，若還未停止放電，電池過(guò)放電需要發(fā)出警報。正常工作模式下，若放電電流超過(guò)10A則視為深放電， 長(cháng)時(shí)深放電時(shí)發(fā)出警報；當電池運行環(huán)境溫度超過(guò)50℃時(shí)，發(fā)出溫度異常警報。