通信用閥控式密封蓄電池（VRLAB）是一種新型的蓄電池，由于它的密封特性，使它在運(yùn)行時呈現(xiàn)出不同的運(yùn)行特性。

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一、蓄電池浮充特性

在YD/T 799-2010《通信用閥控式密封鉛酸蓄電池》中，對于閥控式密封鉛酸蓄電池的浮充性能給出了相關(guān)浮充特性，包括最大充電電流、最大補(bǔ)充充電電壓、均充充電電壓、浮充充電電壓等要求，具體詳見下表1-0。

表1-0：YD/T 799-2010規(guī)定的VRLAB的浮充特性

1、浮充電壓

蓄電池的浮充電流應(yīng)滿足補(bǔ)償電池自放電電流及維持氧循環(huán)的需要。鉛酸電池的浮充電壓可按下經(jīng)驗(yàn)公式確定：

浮充電壓=開路電壓+極化電壓=（電解液比重+0.85）V +（0.10±0.02）V

例如，雙登公司GFM型閥控蓄電池的電解液比重為1.30 g/cm³，即開路電壓為2.15V，故單體電池浮充電壓可取2.25 V±0.02V（25℃）。

2、端電壓的偏差

閥控蓄電池組的端電壓偏差有兩種：一種是靜置狀態(tài)的電壓偏差，即開路電壓的偏差，這種偏差應(yīng)不超過20mV；二是動態(tài)偏差，即浮充狀態(tài)偏差，這個偏差值在浮充運(yùn)行投入初期較大，運(yùn)行2~3個月后會逐漸減少。這是由于運(yùn)行初期氧循環(huán)復(fù)合狀態(tài)尚不穩(wěn)定，隨著運(yùn)行時間的增加，氧循環(huán)復(fù)合狀態(tài)將日趨穩(wěn)定，端電壓偏差逐漸減少。所以，浮充運(yùn)行狀態(tài)的端電壓偏差值要大于靜置狀態(tài)。當(dāng)平均浮充電壓變化時，偏差值也在變化。平均浮充電壓越高，偏差增大，反之偏差減小，但不成比例。依據(jù)YD/T 799-2010規(guī)定，其端電壓偏差的要求詳見下表1-2，包括靜態(tài)時、浮充狀態(tài)時和放電狀態(tài)時。

表1-2：VRLAB的端電壓偏差要求

此外，電池的剩余容量與浮充運(yùn)行狀態(tài)電池端電壓的高低無直接關(guān)系。如果僅根據(jù)電池浮充端電壓的高低，簡單地認(rèn)定電池端電壓高的剩余容量大，端電壓低的剩余容量就小，這是沒有道理的。

3、浮充電流

浮充電流I_f的值應(yīng)滿足補(bǔ)償電池的自放電電流I_s和氧復(fù)合電流I_r，因此：I_f≥I_s+I_r。閥控密封式鉛酸電池其自放電率是很小的，所以相應(yīng)浮充電流值也很低。一般要求蓄電池在其80%額定容量下一晝夜自放電率不大于0.2%。即使按1%計(jì)算，則蓄電池的自放電電流在規(guī)定溫度下（20℃或25℃），I_s=(C₁₀/24)×(1/100)=0.00042C₁₀A，按單位安時I_s=0.42mA/Ah計(jì)算。再考慮到氧循環(huán)復(fù)合的需要，浮充電流取I_f=1mA/Ah已能滿足要求。

由于自放電電流（I_s）中一大部分是用于板柵腐蝕（令腐蝕電流為I_c，I_s>I_c），而氧復(fù)合電流因氧復(fù)合效率的存在，僅僅其中小部分被用來分解水。這樣，不同的板柵材料，不同的制造工藝，其浮充電流當(dāng)然也有所不同。浮充電流越小，則意味著對板柵的腐蝕電流和用于水損耗的電流也越小。

4、浮充電流與電池壽命的關(guān)系

蓄電池的運(yùn)行壽命與板柵腐蝕速率和失水程度密切相關(guān)。在同一合金材料條件下板柵的腐蝕與電解液的硫酸濃度和電解液溫度有關(guān)。電池浮充電壓越高，電解液比重越高，若浮充電流大，則對板柵的腐蝕速率也大，亦勢必導(dǎo)致溫度升高，失水加快，蓄電池的浮充運(yùn)行壽命相應(yīng)也降低。因而，較小的浮充電流將會使VRLAB取得較高浮充運(yùn)行壽命。在YD/T 799-2010中，電池的壽命要求詳見下表1-4中。

表1-4：VRLAB的壽命要求

二、蓄電池均充特性

閥控式密封型電池，無論是玻璃纖維的貧液式電池還是膠體電池，其電解液處于吸附狀態(tài)或膠體狀態(tài)，沒有游離的電解液。就電池的本體來說，均充電壓的高低，只能影響充電時間的長短。實(shí)驗(yàn)表明，在某一放電深度，用相同充電電流，分別用2.28V、2.30V、2.35V、2.40V均充電壓充電，其充足電所需的時間相差不超過3~5h。因此，閥控密封式電池的均衡充電電壓規(guī)定為每只2.30~2.40V，同樣為防止充電電流過大導(dǎo)致水分的散失、電池溫度過高，影響電池壽命，通常要求均充電流不超過0.15C₁₀。電池的均充過程可大致分為兩個階段：第一個階段通常為限流充電，在此階段電池端電壓持續(xù)上升；第二個階段通常為恒壓充電，當(dāng)單體電池端電壓達(dá)到一定值（2.30~2.35 V）后，充電電流持續(xù)下降，直至充電電量達(dá)到放電電量的120%時方可認(rèn)為電池充電結(jié)束。閥控式密封蓄電池組的均衡充電通常在下表2所示情況下進(jìn)行

表2：閥控式密封蓄電池組的均衡充電情形

均充充電可以手動進(jìn)行，也可以在開關(guān)電源中進(jìn)行設(shè)置，讓其自動進(jìn)行。但不論何種方式，都必須保證充入電量充足，充電時間一般不超過12h，深度放電后的均充時間不宜超過24h。電池在均衡充電過程中，要每小時測量電池的端壓、溫度和充電電流并記錄。

三、蓄電池的溫度特性

閥控電池對溫度頗為敏感，環(huán)境溫度的變化對電池的運(yùn)行的壽命、放電容量、浮充電壓都有影響。環(huán)境溫度持續(xù)過高，會造成浮充電流加大  內(nèi)部熱量增加，失水過快，最終導(dǎo)致熱失控，電池?fù)p壞；環(huán)境溫度過低會降低放電容量。

1、溫度與浮充電壓關(guān)系

在不同的溫度下，電池的電化學(xué)特性是不一樣的，因此根據(jù)溫度的變化，其浮充電壓應(yīng)隨之修正。這里所指溫度應(yīng)該是電池內(nèi)部的溫度。眾所周知，要測量閥控電池的內(nèi)溫度難度是很大的，故通常以室溫或蓄電池柜內(nèi)溫度來取代。根據(jù)這一要求，常用開關(guān)電源通常具有溫度補(bǔ)償功能以修正浮充電壓。按照基準(zhǔn)溫度設(shè)定，溫度每上升1℃，單體浮充電壓下降3mV；反之，單體浮充電壓增加3mV，具體到每一組電池，其溫度補(bǔ)償系數(shù)應(yīng)根據(jù)電池生產(chǎn)廠家的要求設(shè)定。

2、溫度與容量關(guān)系

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，蓄電池的額定容量是指在基準(zhǔn)溫度下10h放電率的容量，放電終止電壓不低于1.80V。在環(huán)境溫度-40~40℃范圍內(nèi)，蓄電池的放電容量隨溫度升高而升高。因?yàn)樵谳^高溫度條件下放電，電解液黏度下降，濃差極化影響減小，導(dǎo)電性能提高，使放電容量增加。在一定溫度范圍內(nèi)，如5~40℃，其放電容量可通過式C₁₀= C_R / [1+k(t-25)]計(jì)算，式中C_R表示非基準(zhǔn)溫度時的放電容量；t表示放電時的環(huán)境溫度（℃）；k為溫度系數(shù)，10h放電率時取0.006（℃）^-1。表3-2所示為雙登牌蓄電池溫度與蓄電池放電容量終止電壓的關(guān)系。

表3-2：溫度與蓄電池放電容量及終止電壓關(guān)系

四、VRLAB的放電特性

閥控式密封蓄電池的放電特性受放電速率影響較大。放電速率不同，放電終止電壓也不相同，放電速率越高，放電終止電壓越低。圖4所示為雙登牌蓄電池不同放電率下的放電曲線。

圖4：雙登GFM電池不同倍率放電特性曲線（25℃）

溫度和放電速率對電池放出的容量也有較大影響，環(huán)境溫度越低、放電速度越大，電池放電的容量就越小。為保證電池壽命及能夠放出足夠的電量，機(jī)房溫度一般要求在5~30℃ 之間，最佳溫度為25℃，放電速率應(yīng)在0.05C₁₀~0.15C₁₀之間。

五、蓄電池的內(nèi)阻

1、蓄電池內(nèi)阻的含義

蓄電池的內(nèi)阻由歐姆電阻（導(dǎo)體電阻）和電化學(xué)極化及濃差極化電阻三個部分組成。在充放電過程中電阻是變化的，充電過程內(nèi)阻由大變小，放電過程內(nèi)阻由小變大。影響蓄電池內(nèi)阻的主要因素有溫度、放電電流、電池極板厚度等，具體表現(xiàn)如下表5-1所示。

表5-1：影響蓄電池內(nèi)阻的主要因素

由上表可見，蓄電池內(nèi)阻是由諸多因素構(gòu)成的動態(tài)電阻。研究蓄電池的內(nèi)阻一方面是為了了解與蓄電池直接連接的母線及饋線出口短路時，蓄電池將提供多大短路電流，并依此來選擇母線及其他設(shè)備，并根據(jù)短路電流來確定保護(hù)電器的級差配合。顯然，同容量的蓄電池短路電流越大（即內(nèi)阻越小）對設(shè)備和人身安全帶來的危害性也越大。另一方面是為了了解蓄電池剩余容量，一般地，蓄電池在使用過程中，由于自放電或充電不完全等原因，極板表面總是或多或少地產(chǎn)生一些硫酸鉛晶體，此類晶體在極板上必然引起電池內(nèi)阻的增大。因此，對同一組電池而言，其內(nèi)阻的變化可以比較直觀地反映電池質(zhì)量的好壞和電池剩余容量的大小。

2、蓄電池內(nèi)阻的測定方法

確定蓄電池的內(nèi)阻有兩種方法：一次放電法和兩次放電法。兩次放電法是由IEC 896.2提出的一種方法。它們的計(jì)算方法具體詳見下表5-2。

表5-2：蓄電池內(nèi)阻的測定方法

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3、連接條的電阻

計(jì)算蓄電池短路電流時應(yīng)計(jì)算電池間連接條電阻。連接條有兩種：一種是用多股絕緣銅導(dǎo)體組成，稱為軟連接；一種是用鍍錫銅排的連接板。這兩種連接件的平均電阻詳見下表5-3。

表5-3：每根連接件的平均電阻

蓄電池的內(nèi)阻是表征蓄電池容量的一個直觀數(shù)據(jù)，充足電后的電池，其內(nèi)阻越大則容量越小，反之內(nèi)阻越小則容量越大。研究表明，蓄電池的內(nèi)阻、端電壓與其實(shí)際容量具有一定的函數(shù)關(guān)系，現(xiàn)在應(yīng)用較為廣泛的蓄電池在線容量測量儀就是利用這個原理估算電池剩余容量的。

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