單體蓄電池溫度在線監測

鉛酸蓄電池作為后備電源的核心，其可靠性備受關注。行業內的使用者已經意識到，為了確保鉛酸蓄電池能夠達到其最大可靠使用壽命，必須對其小心維護，定期測試。近年來，隨著鉛酸蓄電池管理技術的日趨成熟，鉛酸蓄電池的在線監測管理成為可能，常見的鉛酸蓄電池在線監測系統多以鉛酸蓄電池的電壓、內阻作為主要監測參數，輔以環境溫度或成組溫度。但對于蓄電池本身而言，溫度也是蓄電池監測中的關鍵參數，國際標準IEEE1188中規定，溫度是固定型蓄電池定期維護中必要檢測的參數之一。

由于不同的環境溫度會極大地影響鉛酸蓄電池中電解液的結冰點和活性物質的活性，為保證化學反應充分進行，蓄電池一般是按標準環境溫度25℃設計的，其理想的工作范圍是21-27℃。大量的運行數據證明，長時間不利的溫度會縮短蓄電池的壽命。另外鉛酸蓄電池的容量也和溫度有關，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％后就應及時充電。

圖：蓄電池壽命與溫度曲線

溫度作為鉛酸蓄電池問題早期檢測中的關鍵參數，蓄電池在線監測系統中僅僅依靠蓄電池室溫或成組溫度的測量遠遠不夠，不能真正起到對蓄電池預防和保護，要想真正實現對蓄電池在線監測系統早發現、早預防、早維護的目的，單體蓄電池溫度的測量必不可少。由LEM提供的Sentinel蓄電池監測模塊在設計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測變得簡單易行。

通常的蓄電池室溫或成組溫度都局限于某幾點，在實際應用中，我們曾發現在某用戶的蓄電池組，同時有6只蓄電池的溫度出現低溫報警，但動環監測系統中室溫為18度，一切正常，經過對報警的蓄電池實際檢測，發現這6只蓄電池的分別安裝在靠近電池室的兩個排風口，由于電池室的排風口的保溫層破損以及管路上的故障，導致室溫上的不均衡，使部分蓄電池處于低溫工作狀態。所以單體蓄電池的溫度測試可以盡早發出預警信號，及時發現問題，更合理地設計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，監測單體蓄電池的溫度除了作為改善環境溫度的依據，更重要的是可以為"帶溫度補償"的充電設計提供準確的信息。

鉛酸蓄電池出廠時承諾的使用壽命技術指標基于環境溫度為25℃下給出的。實際應用中，鉛酸蓄電池的充電電壓及壽命都會隨溫度的變化而改變。當環境溫度每上升1℃，單體鉛酸蓄電池的充電電壓下降約4mV，那么對于12V蓄電池，25℃時的浮充電壓為13.5V；當環境溫度降為0℃時，浮充電壓應為14.1V；當環境溫度升至40℃時，浮充電壓應為13.14V。

當環境溫度升高時，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)，勢必會將蓄電池組置于“過電壓充電”工作狀態，顯然會使蓄電池加速老化。溫度升高時，應降低充電電壓，否則蓄電池中極板受硫酸腐蝕加劇，從而使其壽命縮短。當環境溫度低于25℃時，充電電壓應提高，以防止充電不足。

利用單體蓄電池的實測溫度信號來實時自動調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，實現溫度補償功能，保證蓄電池達到設計壽命。

LEM的Sentinel模塊設計上采用高度集成的Soc芯片，集單體蓄電池溫度、電壓及內阻于一身，在線監測電壓及內阻的同時可以精準測量到單體蓄電池的溫度，是鉛酸蓄電池在線監測系統的完美體現。