單體蓄電池溫度在線監(jiān)測(cè)

鉛酸蓄電池作為后備電源的核心，其可靠性備受關(guān)注。行業(yè)內(nèi)的使用者已經(jīng)意識(shí)到，為了確保鉛酸蓄電池能夠達(dá)到其最大可靠使用壽命，必須對(duì)其小心維護(hù)，定期測(cè)試。近年來(lái)，隨著鉛酸蓄電池管理技術(shù)的日趨成熟，鉛酸蓄電池的在線監(jiān)測(cè)管理成為可能，常見(jiàn)的鉛酸蓄電池在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)多以鉛酸蓄電池的電壓、內(nèi)阻作為主要監(jiān)測(cè)參數(shù)，輔以環(huán)境溫度或成組溫度。但對(duì)于蓄電池本身而言，溫度也是蓄電池監(jiān)測(cè)中的關(guān)鍵參數(shù)，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEEE1188中規(guī)定，溫度是固定型蓄電池定期維護(hù)中必要檢測(cè)的參數(shù)之一。

由于不同的環(huán)境溫度會(huì)極大地影響鉛酸蓄電池中電解液的結(jié)冰點(diǎn)和活性物質(zhì)的活性，為保證化學(xué)反應(yīng)充分進(jìn)行，蓄電池一般是按標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境溫度25℃設(shè)計(jì)的，其理想的工作范圍是21-27℃。大量的運(yùn)行數(shù)據(jù)證明，長(zhǎng)時(shí)間不利的溫度會(huì)縮短蓄電池的壽命。另外鉛酸蓄電池的容量也和溫度有關(guān)，大約是溫度每降低1℃，容量將下降1％，所以廠家要求鉛酸蓄電池的使用者在夏天電池放出額定容量的50％后，冬天放出25％后就應(yīng)及時(shí)充電。

圖：蓄電池壽命與溫度曲線

溫度作為鉛酸蓄電池問(wèn)題早期檢測(cè)中的關(guān)鍵參數(shù)，蓄電池在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中僅僅依靠蓄電池室溫或成組溫度的測(cè)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，不能真正起到對(duì)蓄電池預(yù)防和保護(hù)，要想真正實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)早發(fā)現(xiàn)、早預(yù)防、早維護(hù)的目的，單體蓄電池溫度的測(cè)量必不可少。由LEM提供的Sentinel蓄電池監(jiān)測(cè)模塊在設(shè)計(jì)上充分考慮了影響鉛酸蓄電池的因素，使得單體蓄電池溫度的監(jiān)測(cè)變得簡(jiǎn)單易行。

通常的蓄電池室溫或成組溫度都局限于某幾點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中，我們?cè)l(fā)現(xiàn)在某用戶的蓄電池組，同時(shí)有6只蓄電池的溫度出現(xiàn)低溫報(bào)警，但動(dòng)環(huán)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中室溫為18度，一切正常，經(jīng)過(guò)對(duì)報(bào)警的蓄電池實(shí)際檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)這6只蓄電池的分別安裝在靠近電池室的兩個(gè)排風(fēng)口，由于電池室的排風(fēng)口的保溫層破損以及管路上的故障，導(dǎo)致室溫上的不均衡，使部分蓄電池處于低溫工作狀態(tài)。所以單體蓄電池的溫度測(cè)試可以盡早發(fā)出預(yù)警信號(hào)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，更合理地設(shè)計(jì)和分配蓄電池的布局，有效地利用蓄電池的容量。

基于鉛酸蓄電池受溫度的影響，監(jiān)測(cè)單體蓄電池的溫度除了作為改善環(huán)境溫度的依據(jù)，更重要的是可以為"帶溫度補(bǔ)償"的充電設(shè)計(jì)提供準(zhǔn)確的信息。

鉛酸蓄電池出廠時(shí)承諾的使用壽命技術(shù)指標(biāo)基于環(huán)境溫度為25℃下給出的。實(shí)際應(yīng)用中，鉛酸蓄電池的充電電壓及壽命都會(huì)隨溫度的變化而改變。當(dāng)環(huán)境溫度每上升1℃，單體鉛酸蓄電池的充電電壓下降約4mV，那么對(duì)于12V蓄電池，25℃時(shí)的浮充電壓為13.5V；當(dāng)環(huán)境溫度降為0℃時(shí)，浮充電壓應(yīng)為14.1V；當(dāng)環(huán)境溫度升至40℃時(shí)，浮充電壓應(yīng)為13.14V。

當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，蓄電池所允許的浮充電壓的閥值將逐漸下降。如果浮充電壓閥值仍為固定值電壓，（12V蓄電池為13.5V)，勢(shì)必會(huì)將蓄電池組置于“過(guò)電壓充電”工作狀態(tài)，顯然會(huì)使蓄電池加速老化。溫度升高時(shí)，應(yīng)降低充電電壓，否則蓄電池中極板受硫酸腐蝕加劇，從而使其壽命縮短。當(dāng)環(huán)境溫度低于25℃時(shí)，充電電壓應(yīng)提高，以防止充電不足。

利用單體蓄電池的實(shí)測(cè)溫度信號(hào)來(lái)實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)整充電器的浮充電壓，從而將蓄電池組置于最佳的浮充電壓-溫度工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償功能，保證蓄電池達(dá)到設(shè)計(jì)壽命。

LEM的Sentinel模塊設(shè)計(jì)上采用高度集成的Soc芯片，集單體蓄電池溫度、電壓及內(nèi)阻于一身，在線監(jiān)測(cè)電壓及內(nèi)阻的同時(shí)可以精準(zhǔn)測(cè)量到單體蓄電池的溫度，是鉛酸蓄電池在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的完美體現(xiàn)。