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摘要：近年来，蓄电池在交通、通信、电力等多个领域得到广泛应用。在蓄电池组存储的电能释放完后，需要对其进行充电，以便再次使用。蓄电池组一般是以2～40只单只蓄电池串联或并联使用（充电或放电），电动汽车电池组有的可能是以96只串联使用。即便是同种规格的蓄电池串联充电，蓄电池的电性能也各有差异（比如容量、内阻、工作电压等），充电回路是将蓄电池组看作单个高压蓄电池，每次都对整个蓄电池组进行充电。如果蓄电池组中的某个蓄电池容量稍微低于其他的蓄电池，那么经过多个充电/放电周期后，其充电状态将逐渐偏离其他蓄电池。如果这个蓄电池的充电状态没有周期性地与其他蓄电池平衡，那么最终将进入深度放电状态，从而导致损坏。这时，如果继续对蓄电池组进行充电，就会出现有的蓄电池还远没有充满电，而有的蓄电池已经发生过充电的现象。蓄电池长期过充电对蓄电池的危害非常大，甚至会引起蓄电池的燃烧或爆炸。所以，为防止这种情况发生，防止蓄电池的过充电非常地必要。本文就蓄电池组防止过充电保护控制展开探讨。
关键词：蓄电池；过充电保护；控制措施
引言
近年来，蓄电池在交通、通信、电力等多个领域得到广泛应用。为了提高输出电压，一般将单体蓄电池串联起来，在工作过程中常常出现过充电、过放电等情况，导致电池效率降低，使用寿命受到影响，甚至出现安全问题。对此，应积极采取有效措施进行保护控制，提高充电安全性、高效性。
1基本原理
蓄电池是一种将化学转成电能的装置，是具有可逆睦的低压直流电源，有充电环口放电两种工作状态。在充电时，蓄电池将电能转变为化学能；在放电时，蓄电池将化学能转变为电能。现在蓄电池广泛采用阀控式密球鸽潜电池，铅酸蓄电池以酸陛物质作电解质，由正极板、负极板、电解液、隔板组成而蓄电池组则是指多个蓄电池的串接，其输出的电压等于所有蓄电池电压的总和。对于蓄电池组需要特别清楚两个概念：（1）浮充电在充电装置的直流输出端始终并接着蓄电池和负载，以恒压充电方式工作。（2）均衡充电为补偿蓄电池在使用过程中产生的电压不均匀现象，使其恢复到规定的范围内而进行的充电。蓄电池续航时间（按正常负荷考虑）=蓄电池容量/充电机输出电流。
2蓄电池的充电方法
2.1定流充电
充电电流保持不变的充电方法，称为定流充电。在充电过程中，蓄电池的电动势将逐渐升高，为了保持恒定的充电电流，就必须相应提高充电电压。充电过程中，当单格电池电压升至2．4V时，应将充电电流减半，直到充足为止。采用定流充电时，可将不同电压的蓄电池串联在一起。所串联的蓄电池最好容量相同，否则应按容量最小的蓄电池来选定充电电流。
2.2阶段充电法
阶段充电法主要分为二阶段充电法和三阶段充电法2种。二阶段充电法是采用恒电流法和恒电压法相结合的快速充电模式，此方法先采用恒电流充电到某一固定电压值，然后再采用恒电压法完成剩余蓄电池电能的储存。在此过程中，两阶段之间转换的电压值往往即为第二阶段恒电压值。三阶段充电法是在充电开始和充电结束两阶段采用恒电流充电方式，充电中期采取恒电压充电方式的电能储存模式。在此过程中，当充电电流减弱到某一固定值时，蓄电池充电过程由中期转化为末期，最大程度上减少电解水产生的气体总量。
2.3定压充电
充电电压保持恒定的充电方法，称为定压充电。蓄电池在车上的充电过程就是定压充电。在充电初期，由于充电电源电压U与蓄电池电动势E的差值较大，因此充电电流较大，电动势上升较快。随着充电时间的延长，U与E间的差值逐渐减小，充电电流也随之减小。若充电电源电压调节得适当，当蓄电池充满电时，充电电流将降为零。采用定压充电时，4～5h内蓄电池就可获得额定容量的90%～95%，因此可大大缩短充电时间。由于充电时间短，不需照管且又经济，所以比较适合蓄电池的补充充电。采用这种充电方法时，可将相同电压不同容量的蓄电池并联。充电时充电电压的确定很重要。
若电压过高，充电初期充电电流将过大，易出现过充电，引起极板弯曲、活性物质大量脱落，并使蓄电池温升过高；若充电电压过低，则不能使蓄电池充足电。一般单格电池约需2．5V的充电电压，即12V的蓄电池约需15V的充电电压。
3蓄电池组充电的缺陷
3.1蓄电池差异
对于单体蓄电池来说，即使是同一批次出厂，在电池特性方面也存在差异，特别是国产电池更加明显，因此在电池工作过程中，将其看成一个整体充电或者放电，难以根据电池工作参数、状态进行充放电，必然导致部分电池出现过充电，部分电池欠充电，部分电池过放电情况，这也可以解释为何蓄电池在整体运行过程中普遍无法满足标准寿命的问题。
3.2蓄电池内部短路
蓄电池的正负极板间一般由隔膜隔开，但如果发生穿透，则蓄电池内部的正负极板会直接导通，发生短路。严重的短路可造成该蓄电池电压为零，并伴随热失控现象。
3.3充电检测
在电池运行过程中，要想对其电压、内阻等进行检测难度系数较大。目前，应用较为频繁的是额外加装蓄电池检测装置的方式，但后安装的装置与充电机之间的配合不够紧密。由此可见，在系统运行过程中无法根据蓄电池状态、充电曲线等对电池进行管理，加上额外安装检测装置还会导致成本增加，因此得不偿失。
4蓄电池组防止过充电保护控制措施
4.1蓄电池投运前的维护
选择质量好的蓄电池。选择蓄电池组主充电设备模块时，主充电设备模块要有实时监控和智能化管理的功能，以便维护人员观察直流系统实时的工作状态。要有备用模块，当主充电设备发生异常时，备用模块应可自动投入，以确保蓄电池不会过放电。在蓄电池使用前进行维护。设置运行参数，如蓄电池的浮充电压、均充电压、转浮充数据、温度补偿系数、交流欠压值、交流过压值以及充电限流值等。这些参数对蓄电池的运行及使用寿命十分重要，不当的参数设置会造成蓄电池寿命缩短。如果蓄电池超过三个月的时间没有使用，则在投入使用前需要对其进行补充电。
4.2使用蓄电池时，不得过度频繁启动电动机或大电流长时间放电
使用起动机时，不要连续使用，每次使用不超过5s，两次启动应休息10～15s后再用。严冬蓄电池放电程度不得超过25%，夏天不得超过50%。
4.3蓄电池的日常运行维护
一般情况下，蓄电池室的环境温度应在22～25℃之间，这能够延长蓄电池的使用寿命，并使其保持最佳的容量。运行人员需定期对蓄电池各种参数进行检查并做好记录，如发现突变因素，则应立即查明突变原因，如果确定是故障则要及时处理。保存蓄电池测试记录数据，每隔一段时间后，将蓄电池现在的数据与原始数据进行对比，如发现数据偏移很大，则应及时处理。为了保证电池容量维持在最佳状态，每年蓄电池组都要进行容量恢复试验，对电池内的活化物质进行激活，提高蓄电池的容量。
结语
蓄电池有关研究人员必须进一步深入了解蓄电池充放电实际过程中的各种特性，在顺应蓄电池发展趋势的前提下，在保证蓄电池使用安全的基础上，尽可能地延长其使用时间，进一步扩大蓄电池容量，为蓄电池的进一步发展做出更多的贡献。
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