叉車(chē)蓄電池組的充放電技術(shù)

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。