叉車(chē)蓄電(diàn)池的檢測技(jì )術

目前叉車(chē)蓄電(diàn)池組檢測 技(jì )術受諸多(duō)因素影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能(néng)滿足用(yòng)戶實際電(diàn)能(néng)生産(chǎn)需求，其反饋信息單一，精(jīng)度低；大量的人工(gōng)測量費時費力，安(ān)全性差，周期長(cháng)，無法及時發現落後、失效蓄電(diàn) 池；頻繁的放電(diàn)測試對蓄電(diàn)池會造成無法恢複的傷害隐患。同時，蓄電(diàn)池組在工(gōng)作(zuò)中(zhōng)，如電(diàn)池本身的設計、生産(chǎn)廠工(gōng)藝及使用(yòng)維護等原因引發内部隐患，電(diàn)池失效現 象時有(yǒu)發生，嚴重影響了電(diàn)能(néng)系統的正常運行。為(wèi)保證系統的安(ān)全、正常運轉，必須對叉車(chē)蓄電(diàn)池的狀況進行在線(xiàn)實時檢測。從查閱大量資料和社會調研結果顯示， 重新(xīn)考量電(diàn)池組檢測技(jì )術是業内十分(fēn)關注的課題。為(wèi)此，在構建蓄電(diàn)池在線(xiàn)自動檢測初始實驗中(zhōng)，已充分(fēn)考慮到對電(diàn)池相關的底層信息的采集通道采取了必要的電(diàn)氣 隔離措施，從而避免電(diàn)池組串聯高壓影響。經理(lǐ)論推演如果增加電(diàn)池節數，相應的硬件系統隻需增加與之相應的采集通道即可(kě)，能(néng)夠保證實驗成果的可(kě)應用(yòng)性。

構建叉車(chē)蓄電(diàn)池在線(xiàn)管理(lǐ)系統，如設計其主要功能(néng)有(yǒu)能(néng)報告電(diàn)池組中(zhōng)單個電(diàn)池狀态，以便及時消除個體(tǐ)隐患；能(néng)通過儀表對電(diàn)池電(diàn)量等多(duō)個參數實時顯 示，為(wèi)同步操作(zuò)提供精(jīng)準信息；能(néng)對電(diàn)能(néng)的穩定狀态維持時間作(zuò)出預告，為(wèi)電(diàn)池維護留出充足時間；能(néng)實現電(diàn)池環境溫度的自動調節，提高電(diàn)能(néng)輸出效率；能(néng)對出現 的非正常工(gōng)作(zuò)環境發出警報，z大限度地延長(cháng)蓄電(diàn)池的使用(yòng)壽命，節約運營成本，等等。設計蓄電(diàn)池在線(xiàn)管理(lǐ)系統的這些重要的實用(yòng)功能(néng)，為(wèi)z終實現對蓄電(diàn)池電(diàn)能(néng) 輸出的穩定性控制，排除外界擾動引起的蓄電(diàn)池輸出電(diàn)流或電(diàn)壓的波動，減輕操作(zuò)人員工(gōng)作(zuò)強度提供了有(yǒu)力保障。

在線(xiàn)管理(lǐ)系統，主要包括數據采集的底層驅動程序設計，不平衡檢測、容量預測、失效判定等管理(lǐ)功能(néng)的算法設計與程序設計，以及系統界面的程序設計 等。數據采集，獲取電(diàn)池工(gōng)作(zuò)狀态參數和相關環境參數，包括電(diàn)池端電(diàn)壓、充放電(diàn)電(diàn)流、電(diàn)池體(tǐ)溫度、環境溫濕度等底層信息采集。通過對采集的若幹檢測數據進行 算法處理(lǐ)，實現電(diàn)池管理(lǐ)系統相關實用(yòng)功能(néng)。電(diàn)池狀态包括荷電(diàn)狀态（SOC）和健康狀況（SOH）兩大方面。荷電(diàn)狀态給出叉車(chē)電(diàn)池剩餘容量相關信息；健康狀 況給出與電(diàn)池壽命相關的信息，可(kě)以近似表征電(diàn)池的老化程度。能(néng)量管理(lǐ)，根據電(diàn)池相關狀态的信息控制電(diàn)池充放電(diàn)。安(ān)全管理(lǐ)，監視電(diàn)池電(diàn)壓、電(diàn)流和溫度，防止 電(diàn)池的過充、過放電(diàn)。溫度管理(lǐ)，控制電(diàn)池組的溫度均衡，保證電(diàn)池組在适宜溫度環境下工(gōng)作(zuò)。人機界面，有(yǒu)電(diàn)池狀态的顯示，按鍵控制接口，報警裝(zhuāng)置等，方便操 控人員獲知電(diàn)池相關信息。

一般叉車(chē)電(diàn)瓶的工(gōng)作(zuò)空間緊湊、數量衆多(duō)，且不能(néng)大量使用(yòng)傳輸線(xiàn)纜。工(gōng)作(zuò)人員對電(diàn)池的工(gōng)作(zuò)狀态逐一檢測既耗時又(yòu)費力，工(gōng)作(zuò)量繁重且精(jīng)度較差。通常 電(diàn)池采用(yòng)開口式結構，在工(gōng)作(zuò)過程中(zhōng)産(chǎn)生的即使些許酸霧和氫氣都會對工(gōng)作(zuò)人員的身體(tǐ)和用(yòng)電(diàn)設備運行安(ān)全造成較大威脅。因此設計的蓄電(diàn)池在線(xiàn)管理(lǐ)系統，其方案 在生産(chǎn)運用(yòng)中(zhōng)安(ān)全可(kě)靠、自動化程度高、容易操作(zuò)和方便維修更換等方面的要求很(hěn)高。叉車(chē)蓄電(diàn)池在線(xiàn)監測管理(lǐ)系統，針對測量電(diàn)池的運行條件和檢測電(diàn)池本身的狀 況而設計，不僅要求能(néng)夠獲取系統多(duō)方面的數據，而且要求能(néng)夠在系統運作(zuò)過程中(zhōng)獲得若幹精(jīng)準的實時數據。

叉車(chē)蓄電(diàn)池組 由若幹節電(diàn)池組成，而單節電(diàn)池内部又(yòu)由多(duō)個單體(tǐ)電(diàn)池組成。一般一個單體(tǐ)電(diàn)池電(diàn)壓為(wèi)2V，6個單體(tǐ)電(diàn)池串聯構成一組48V/80V/24V/72V電(diàn)瓶。由 于生産(chǎn)工(gōng)藝和成産(chǎn)過程的不一緻，導緻電(diàn)池内部單體(tǐ)電(diàn)池彼此之間的容量有(yǒu)偏差，不可(kě)避免的在整組電(diàn)池中(zhōng)發生部分(fēn)電(diàn)池過充、過放或虧充的現象，這将使得電(diàn)池性 能(néng)惡化，電(diàn)池間不平衡程度進一步拉大，進入惡性循環。因此，能(néng)夠及時發現電(diàn)池組中(zhōng)落後電(diàn)池是哪一節或哪幾節落後，落後程度等信息，對維護電(diàn)池性能(néng)具(jù)有(yǒu)非常 重要的意義。判斷工(gōng)作(zuò)電(diàn)池之間的不平衡，對單體(tǐ)電(diàn)池端電(diàn)壓進行跟蹤檢測與比較，其内部單體(tǐ)電(diàn)池故障狀況就可(kě)以實時反映出來。通常電(diàn)池組故障處理(lǐ)的z小(xiǎo)單位 是單節電(diàn)池，而更換電(diàn)池組中(zhōng)落後的單體(tǐ)電(diàn)池成本低，更便捷。叉車(chē)蓄電(diàn)池在線(xiàn)管理(lǐ)系統構建對蓄電(diàn)池運行參數實行全面監管，諸如單體(tǐ)電(diàn)池電(diàn)壓、電(diàn)池組電(diàn)壓、充 放電(diàn)電(diàn)流、蓄電(diàn)池的環境溫度等參數，從而保證蓄電(diàn)池在正常條件下穩定工(gōng)作(zuò)。

當叉車(chē)電(diàn)池性能(néng)出現惡化或者工(gōng)作(zuò)環境出現異常時，系統利用(yòng)蜂鳴器發出報警信号。根據蓄電(diàn)池在線(xiàn)管理(lǐ)系統整體(tǐ)設計的标準要求，針對各種情況設定相 關警報門限值。實驗中(zhōng)将整組電(diàn)池電(diàn)壓監測采用(yòng)UPS設計在整流電(diàn)源内。測量電(diàn)池組的電(diàn)壓、電(diàn)流和溫度，進行充電(diàn)和放電(diàn)管理(lǐ)，尤其是根據環境溫度變化調整電(diàn) 池的浮充電(diàn)壓，在電(diàn)池放電(diàn)時電(diàn)池組電(diàn)壓低至某下限時報警。整組監測存在較大的不足是在蓄電(diàn)池組放電(diàn)時，放電(diàn)的截止電(diàn)壓是N×1.8V/隻（N為(wèi)蓄電(diàn)池數 量），由于蓄電(diàn)池組中(zhōng)蓄電(diàn)池單體(tǐ)的一緻性無法嚴格保證，因此在放電(diàn)中(zhōng)當個别電(diàn)池已經達到放電(diàn)截止電(diàn)壓，但電(diàn)池組并沒有(yǒu)達到N×1.8V/隻時，就會出現個 别電(diàn)池過放電(diàn)。當單節電(diàn)池放電(diàn)至終止電(diàn)壓10.80V時，若還未停止放電(diàn)，電(diàn)池過放電(diàn)需要發出警報。正常工(gōng)作(zuò)模式下，若放電(diàn)電(diàn)流超過10A則視為(wèi)深放電(diàn)， 長(cháng)時深放電(diàn)時發出警報；當電(diàn)池運行環境溫度超過50℃時，發出溫度異常警報。