招標(biāo)范圍及主要工程(完整版)實(shí)用資料

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招標(biāo)范圍及主要工程（完整版）實(shí)用資料(可以直接使用，可編輯完整版實(shí)用資料，歡迎下載）二、招標(biāo)范圍及主要工程本次施工招標(biāo)共分8個(gè)類別30個(gè)標(biāo)段，監(jiān)理招標(biāo)共劃分4個(gè)標(biāo)段。類別及標(biāo)段劃分見下表：序號(hào)類別監(jiān)理標(biāo)段施工標(biāo)段里程樁號(hào)長度（KM）或建筑面積（m2）主要工程內(nèi)容（包括施工安裝及材料采購）一機(jī)電工程I類JDJ1JD1K197+150-K254+50052.5該路段的監(jiān)控、收費(fèi)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、管道工程及治超站的機(jī)電工程JDJ2JD2K254+500-K313+79152.1該路段的監(jiān)控、收費(fèi)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、管道工程及治超站的機(jī)電工程機(jī)電工程II類JDJ1JD3K197+150-K254+50052.5包括賈家溝、牛山、瓦倉、大灣、藥樹梁、鳳凰山、火神梁、米溪梁、宋家梁、螞蝗嶺等隧道監(jiān)控系統(tǒng)JDJ2JD4K254+500-K313+79152.1包括武家溝、芭蕉、天生橋、魁星樓、毛壩1#和2#、麻柳、新房子、牛角坪等隧道監(jiān)控系統(tǒng)機(jī)電工程III類JDJ1JD5K197+150-K238+45036.4包括賈家溝、牛山、瓦倉、大灣、藥樹梁、鳳凰山、火神梁等隧道供配電、照明、通風(fēng)系統(tǒng)JD6K238+450-K254+50016.1米溪梁隧道的供電系統(tǒng)及宋家梁、螞蝗嶺隧道的供配電、照明、通風(fēng)系統(tǒng)JD7K238+450-K246+6508.2米溪梁隧道左線的低壓配電及照明、通風(fēng)系統(tǒng)JD8K238+450-K246+6508.2米溪梁隧道右線的低壓配電及照明、通風(fēng)系統(tǒng)JDJ2JD9K254+500-K294+92033.1包括武家溝、芭蕉、天生橋、魁星樓等隧道供配電、照明、通風(fēng)系統(tǒng)JDJ2JD10K294+920-K313+79119毛壩1#和2#、麻柳、新房子、牛角坪等隧道供配電、照明、通風(fēng)系統(tǒng)機(jī)電工程IV類JDJ1JD11K197+150-K254+50052.5包括賈家溝、牛山、瓦倉、大灣、藥樹梁、鳳凰山、火神梁、米溪梁、宋家梁、螞蝗嶺等隧道消防系統(tǒng)JDJ2JD12K254+500-K313+79152.1包括武家溝、芭蕉、天生橋、魁星樓、毛壩1#和2#、麻柳、新房子、牛角坪等隧道消防系統(tǒng)二交通安全設(shè)施類監(jiān)理已招標(biāo)JT1K197+150-K254+50052.5該路段的標(biāo)志標(biāo)線等JT2K254+500-K313+79152.1該路段的標(biāo)志標(biāo)線等JT3K197+150-K254+50052.5該路段的波形梁護(hù)欄、活動(dòng)護(hù)欄、輪廓標(biāo)、里程碑、砼護(hù)柱、隔離墩、隔離柵、防眩板、聲屏障、防拋網(wǎng)等。JT4K254+500-K313+79152.1三房建工程I類FJJ1FJ1K198+600-K200+10010811安康服務(wù)區(qū)的土建安裝、室內(nèi)外裝修等。FJ2K228+100-K228+830;

K229+500-K230+300;

K210+800-K211+174;3069流水東(西)收費(fèi)站、鳳凰山隧道站、變電所、6個(gè)消防泵房的土建安裝、室內(nèi)裝修等。FJ3K253+110-K238+645;

K234+3000-K235+40011282蒿坪收費(fèi)站、蒿坪隧道站、大竹園服務(wù)區(qū)的土建安裝、室內(nèi)外裝修等。FJ4K253+400-K254+500；K265+010-K266+021；10662紫陽收費(fèi)站；紫陽管理所、紫陽停車區(qū)、紫陽養(yǎng)護(hù)工區(qū)的土建安裝、室內(nèi)外裝修等。FJJ2FJ5K274+639-K276+600;

K284+000-K284+7947168權(quán)河收費(fèi)站、權(quán)河隧道站、權(quán)河管理所的土建安裝、室內(nèi)外裝修等。FJ6K292+110-K293+600;

K289+975-K290+7257675毛壩收費(fèi)站、大壩服務(wù)區(qū)的土建安裝、室內(nèi)外裝修等。FJ7K308+800-K309+8004742巴山主線收費(fèi)站、匝道站、主線超限檢查站的土建安裝、室內(nèi)外裝修等。房建工程II類FJJ1FJ8K228+100-K228+830;

K229+500-K230+300;

K253+110-K238+645;

K265+010-K266+021投影面積1410流水東(西)、蒿坪、紫陽收費(fèi)大棚工程。FJJ2FJ9K308+800-K309+800投影面積1359巴山主線、巴山匝道收費(fèi)大棚工程。四綠化工程類監(jiān)理已招標(biāo)LH1K197+150-K213+65016.49上下邊坡、隧道進(jìn)出口廣場、隧道邊仰坡、行道樹、立交區(qū)及沿線服務(wù)區(qū)、收費(fèi)站場區(qū)內(nèi)的綠化工程LH2K213+650-K242+45023.93LH3K242+450-K271+62022.15LH4K271+620-K294+92023.06LH5K294+920-K313+79118.99附件1長沙南北站遷建站后工程甲供建管物資設(shè)備招標(biāo)范圍及分包清單表序號(hào)包件號(hào)物資設(shè)備名稱規(guī)格型號(hào)或技術(shù)參數(shù)單位擬購數(shù)量投標(biāo)人資格條件招標(biāo)文件售價(jià)(元)霞凝站撈刀河站一包件1變壓器設(shè)備1681、投標(biāo)人必須是經(jīng)國家工商、稅務(wù)機(jī)關(guān)登記注冊，符合投標(biāo)項(xiàng)目經(jīng)營范圍，具備獨(dú)立法人資格的生產(chǎn)企業(yè)，注冊資金不少于人民幣4000萬元；2、所投標(biāo)的產(chǎn)品需有國家主管部門頒發(fā)的生產(chǎn)許可證或國內(nèi)電力權(quán)威檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)產(chǎn)品檢驗(yàn)證書和強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證證書；3、投標(biāo)人已獲得ISO9000系列質(zhì)量管理體系認(rèn)證或同級(jí)別認(rèn)證證書并在證書有效期內(nèi)；4、投標(biāo)人近3年應(yīng)有投標(biāo)產(chǎn)品在鐵路主要干線、地鐵、輕鐵或國家大中型建設(shè)項(xiàng)目中不少于3個(gè)項(xiàng)目的供貨業(yè)績和安全可靠使用過兩年及以上的用戶證明；5、不接受聯(lián)合體投標(biāo)。30001.1電力變壓器SCB10-80/10/0.4臺(tái)221.2電力變壓器（環(huán)氧樹脂箔繞干式）SCB10-250/10/0.4臺(tái)11.3電力變壓器（環(huán)氧樹脂箔繞干式）SCB10-315/10/0.4臺(tái)11.4電力變壓器（環(huán)氧樹脂箔繞干式）SCB10-400/10/0.4臺(tái)11.5電力變壓器（環(huán)氧樹脂箔繞干式）SCB10-500/10/0.4臺(tái)21.6電力變壓器（環(huán)氧樹脂箔繞干式）SCB10-630/10/0.4臺(tái)21.7單相電力變壓器DB115kVA10/0.22kV座421.8單相電力變壓器DB1110kVA10/0.22kV座21.9三相電力變壓器S1120kVA10/0.4kV座11.10三相電力變壓器1xS1163kVA10/0.4kV座21.11箱式電力變壓器S11200kVA10/0.4kV臺(tái)11.12箱式電力變壓器S112×500kVA10/0.4kV臺(tái)1二包件2電源、自動(dòng)化裝置1、投標(biāo)人必須是經(jīng)國家工商、稅務(wù)機(jī)關(guān)登記注冊，符合投標(biāo)項(xiàng)目經(jīng)營范圍，具備獨(dú)立法人資格的法人組織；注冊資本金（人民幣）不少于500萬元。2、所投標(biāo)的產(chǎn)品需有國家主管部門頒發(fā)的生產(chǎn)許可證或國內(nèi)電力權(quán)威檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)產(chǎn)品檢驗(yàn)證書和強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證證書；3、投標(biāo)人已獲得ISO9000系列質(zhì)量管理體系認(rèn)證或同級(jí)別認(rèn)證證書并在證書有效期內(nèi)；4、投標(biāo)人所投的產(chǎn)品應(yīng)具有近三年曾銷售給兩個(gè)及以上鐵路用戶的供貨業(yè)績，并有安全可靠運(yùn)行一年及以上的用戶證明；5、不接受聯(lián)合體投標(biāo)，接受代理商投標(biāo)，代理商需有生產(chǎn)企業(yè)的代理授權(quán)書；20002.1交流電源柜PK-10面12.2直流電源裝置鉛酸免維護(hù)，65Ah,-220V套12.3操作電源（含操作機(jī)構(gòu)）UPS-5kVA/220V個(gè)132.4微保綜合自動(dòng)化裝置套12.5智能儀表個(gè)12792三包件3高低壓屏柜1、投標(biāo)人必須是經(jīng)國家工商、稅務(wù)機(jī)關(guān)登記注冊，符合投標(biāo)項(xiàng)目經(jīng)營范圍，具備獨(dú)立法人資格的生產(chǎn)企業(yè)；注冊資本金（人民幣）不少于2000萬元。2、所投標(biāo)的產(chǎn)品需有國家主管部門頒發(fā)的生產(chǎn)許可證或國內(nèi)電力權(quán)威檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)產(chǎn)品檢驗(yàn)證書和強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證證書；3、投標(biāo)人已獲得ISO9000系列質(zhì)量管理體系認(rèn)證或同級(jí)別認(rèn)證證書并在證書有效期內(nèi)；4、所投產(chǎn)品須具有中國質(zhì)量認(rèn)證中心頒發(fā)的中中國家強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證證書；5、投標(biāo)人所投的產(chǎn)品應(yīng)具有近三年曾銷售給兩個(gè)及以上鐵路用戶或3個(gè)國家大中心建設(shè)項(xiàng)目的供貨業(yè)績，并有安全可靠運(yùn)行一年及以上的用戶證明；6、高低壓開關(guān)柜不含智能儀表，但包括相應(yīng)二次線和電流、電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備，并預(yù)留安裝位置；7高壓電容柜包括補(bǔ)償電變器組。8、不接受聯(lián)合體投標(biāo)。30003.110kV隔離開關(guān)箱KGN-10/630A臺(tái)33.210kV隔離開關(guān)箱KGN-10/630A(改型)臺(tái)13.3高壓柜KYN28A-015面23.4高壓柜KYN28A-010Z面23.5高壓柜KYN28A-022面23.6高壓柜KYN28A-003Z面83.7高壓柜KYN28A-044面13.8高壓柜KYN28A-005面13.9高壓電容器柜GR-1面23.10高壓電容器柜GR-3面13.11高壓電容器柜GR-4面13.12高壓環(huán)網(wǎng)柜XGN15A-12(SF6)-04面233.13高壓環(huán)網(wǎng)柜XGN15A-12(SF6)-05面453.14高壓環(huán)網(wǎng)柜XGN15A-12(SF6)-01面223.15高壓環(huán)網(wǎng)柜XGN15A-12(SF6)-23面223.16高壓環(huán)網(wǎng)柜XGN15A-12(SF6)-30面223.17低壓配電柜MNS-(16E+5*8E+8E/2)面113.18低壓配電柜MNS-(16E+5*8E)面113.19低壓配電柜抽屜式MNS-02面433.20低壓配電柜抽屜式MNS-03面1083.21低壓電容柜抽屜式MNS-21面433.22雙電源切換箱詳見招標(biāo)文件技術(shù)規(guī)格書套853.23動(dòng)力配電箱詳見招標(biāo)文件技術(shù)規(guī)格書套34343.24動(dòng)力配電柜XL-21(改)成套型三回路套13.2510kv室外三極隔離開關(guān)GW4－15TQ/400組14123.26高壓電纜分支箱一進(jìn)兩出（配負(fù)荷開關(guān)，避雷器）個(gè)13.27箱變（不含變壓器）ZW10－200kVA10/0.4kv臺(tái)13.28箱變（不含變壓器）2×500kVA10/0.4kv臺(tái)1四包件4投光燈塔同包件220004.1成套投光燈塔6xNG400H＝15m，帶檢修爬梯座194.2成套升降式投光燈塔H＝30m雙層燈具上層:6x2*NG400,下層：3xNG400座7五包件5絕緣子1、投標(biāo)人必須是經(jīng)國家工商、稅務(wù)機(jī)關(guān)登記注冊，符合投標(biāo)項(xiàng)目經(jīng)營范圍，具備獨(dú)立法人資格的生產(chǎn)企業(yè)；注冊資本金（人民幣）不少于1000萬元。2、投標(biāo)人需有鐵道部頒發(fā)的“鐵路運(yùn)輸安全設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)認(rèn)定證書”；3、所投產(chǎn)品須具有中國質(zhì)量認(rèn)證中心頒發(fā)的中中國家強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證證書；4、投標(biāo)人近二年應(yīng)有投標(biāo)產(chǎn)品在鐵路主要干線、地鐵或輕鐵項(xiàng)目中不少于兩個(gè)項(xiàng)目的供貨業(yè)績和安全可靠運(yùn)行過一年及以上的用戶證明；5、不接受聯(lián)合體投標(biāo)。20005.1耳環(huán)懸式絕緣子XP－70個(gè)2903605.2杵頭懸式絕緣子XP－70個(gè)405.3防污型杵頭懸式絕緣子XWP2－70個(gè)130014505.4針式絕緣子（含螺桿螺帽）P－10T個(gè)2302255.5重污型棒式絕緣子穿孔式、鐵錨壓板式各1半個(gè)3602225.6雙重絕緣重污型棒式絕緣子穿孔式、鐵錨壓板式各1半個(gè)1602825.7合成懸式絕緣子（單絕緣）FQX－25/100－738HH個(gè)2102985.8杵頭懸式絕緣子鋼化玻璃個(gè)2305.9高壓針式絕緣子（含螺桿螺帽電力）P-20T個(gè)2403105.10耐張絕緣子串（電力）XP-7個(gè)1201205.11分段絕緣器消弧型（正線間）套665.12分段絕緣器耐弧型（站線間）套189六包件6接觸網(wǎng)隔離開關(guān)同包件520006.1戶外單極隔離開關(guān)27.5kV單極手動(dòng)臺(tái)636.2戶外單極隔離開關(guān)27.5kV單極手動(dòng)（帶接地刀閘）臺(tái)236.3戶外單極隔離開關(guān)27.5kV單極電動(dòng)臺(tái)16.4戶外單極負(fù)荷隔離開關(guān)27.5kV單極電動(dòng)負(fù)荷臺(tái)446.5避雷器（接觸網(wǎng)）氧化鋅臺(tái)456.6氧化鋅避雷器(電力)HY5W-15/50臺(tái)5444七包件7TDCS設(shè)備1、投標(biāo)人必須是經(jīng)國家工商、稅務(wù)機(jī)關(guān)登記注冊，符合投標(biāo)項(xiàng)目經(jīng)營范圍，具備獨(dú)立法人資格的生產(chǎn)企業(yè)；2、所投標(biāo)的產(chǎn)品需有鐵道部頒發(fā)的“鐵路運(yùn)輸安全設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)認(rèn)定證書”；3、投標(biāo)人應(yīng)有近三年投標(biāo)產(chǎn)品在鐵路主要干線項(xiàng)目中不少于兩個(gè)項(xiàng)目的供貨業(yè)績，并有安全可靠運(yùn)行一年及以上的用戶證明；4、不接受聯(lián)合體投標(biāo)。20007.1霞凝站TDCS設(shè)備聯(lián)鎖道岔74組站17.2撈刀河站TDCS設(shè)備聯(lián)鎖道岔51組站1八包件8智能電源屏注冊資本金（人民幣）不少于100萬元，其它同包件2。20008.1智能電源屏（聯(lián)鎖+25HZ+電碼化）套18.2智能電源屏（聯(lián)鎖+25HZ+電碼化+區(qū)間）套1九包件9道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)投標(biāo)人必須是經(jīng)國家工商、稅務(wù)部門登記注冊，具有法人資格、能獨(dú)立承擔(dān)民事責(zé)任，并符合投標(biāo)項(xiàng)目經(jīng)營范圍，有招標(biāo)物資生產(chǎn)供應(yīng)經(jīng)驗(yàn)的生產(chǎn)商。生產(chǎn)商擁有鐵道部頒發(fā)的產(chǎn)品質(zhì)量認(rèn)證證書（須按上道許可認(rèn)證等生產(chǎn)的產(chǎn)品，應(yīng)取得相應(yīng)證書）。按《鐵路運(yùn)輸安全設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)認(rèn)定辦法》（鐵道部第15號(hào)令）等要求認(rèn)定的產(chǎn)品，其投標(biāo)產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)須取得“鐵路運(yùn)輸安全設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)認(rèn)定證書”，并在證書有效期內(nèi)。生產(chǎn)商有3年及以上投標(biāo)物的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)、良好的銷售業(yè)績，所提供產(chǎn)品須有近3年在鐵路大中型項(xiàng)目中有二個(gè)或二個(gè)以上項(xiàng)目的投標(biāo)人供貨業(yè)績和鐵路安全運(yùn)行的用戶證明（需付用戶單位蓋章的證明材料、包括合同及中標(biāo)通知書、用戶評(píng)價(jià)意見等）。近兩年內(nèi)未發(fā)生過重大質(zhì)量事件。不接受聯(lián)合體投標(biāo)。30009.1GLC(07)02配套轉(zhuǎn)轍機(jī)不含安裝裝置,外鎖閉器組-59.2專線4249配套轉(zhuǎn)轍機(jī)不含安裝裝置,外鎖閉器組12229.3電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)ZD6-D(不含安裝裝置)臺(tái)36129.4電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)ZD6-F(不含安裝裝置)臺(tái)8-9.5電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)ZD6-G(不含安裝裝置)臺(tái)8-9.6電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)ZD6-E(不含安裝裝置)臺(tái)7109.7電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)ZD6-J(不含安裝裝置)臺(tái)710注：各招標(biāo)物資設(shè)備交貨期為2021年3～4月，具體時(shí)間根據(jù)工程進(jìn)度情況進(jìn)行調(diào)整，并在合同中明確。附件2投標(biāo)申請表投標(biāo)單位法定代表人投標(biāo)人地址委托代理人注冊資本萬元（人民幣）投標(biāo)聯(lián)系人企業(yè)類型聯(lián)系辦公：移動(dòng)：資質(zhì)等級(jí)電子郵箱郵政編碼投標(biāo)項(xiàng)目名稱長沙南北站遷建項(xiàng)目霞凝站新建貨場工程和撈刀河站改建工程文件號(hào)長沙南北站遷建招［2021］02號(hào)投標(biāo)包件相關(guān)資料清單：①．單位介紹信②．營業(yè)執(zhí)照③．資質(zhì)認(rèn)證文件④．身份證以上②～④查看原件，提交復(fù)印件。投標(biāo)人(章)年月日初審意見：招標(biāo)人：廣州鐵路（集團(tuán)）公司長沙南北站遷建工程建設(shè)指揮部年月日注：本表一式三份，由申請單位按實(shí)填寫，購買招標(biāo)文件時(shí)提交給招標(biāo)人。1EEEStd1188-19961EEE推薦用于站用閥控鉛酸（VRLA）蓄電池的維護(hù)、測試和更換方法電路與設(shè)備通信技術(shù)計(jì)算機(jī)電磁與輻射能源與動(dòng)力工業(yè)應(yīng)用信號(hào)與應(yīng)用IEEE第29標(biāo)準(zhǔn)合作委員會(huì)（SCC29）1EEE推薦用于站用閥控鉛酸（VRLA）蓄電池的維護(hù)、測試和更換方法發(fā)起人IEEE站用蓄電池標(biāo)準(zhǔn)合作專業(yè)委員會(huì)1996年6月20日批準(zhǔn)IEEE標(biāo)準(zhǔn)部摘要：本標(biāo)準(zhǔn)包含了優(yōu)化閥控鉛酸蓄電池壽命和性能的維護(hù)、測試時(shí)間表和測試過程。也提供了何時(shí)該更換蓄電池的指引。關(guān)鍵詞：驗(yàn)收測試、蓄電池容量、蓄電池維護(hù)、蓄電池測試、校正操作、浮充電壓、檢查、內(nèi)阻測量、維護(hù)、性能測試、預(yù)防、保護(hù)設(shè)備、再化合、波紋電流、充電狀態(tài)、站用蓄電池、測試過程、測試時(shí)間表、熱失控、閥控鉛酸蓄電池。目錄范圍………………1參考………………1定義………………2安全………………34．1保護(hù)設(shè)施…………………34．2預(yù)防………………………34．3方法………………………35．維護(hù)………………45．1概要………………………45．2檢查………………………45．3校正動(dòng)作…………………56．測試描述和時(shí)間表………………66．1驗(yàn)收測試…………………66．2連續(xù)測試…………………66．3性能測試…………………66．4服務(wù)測試…………………77．蓄電池測試過程…………………77．1測試前準(zhǔn)備………………77．2測試間隔…………………77．3測試放電率………………77．4驗(yàn)收和性能測試…………87．5服務(wù)測試…………………87．6連續(xù)性測試………………97．7恢復(fù)………………………97．8完成再充電………………97．9計(jì)算蓄電池容量…………98．蓄電池更換準(zhǔn)則…………………99．記錄………………10附件A決定充電狀態(tài)……………11附件B電壓………………………12附件C容量測試的溫度補(bǔ)償……………………13附件D修正工作…………………141EEE推薦用于站用閥控鉛酸（VRLA）蓄電池的維護(hù)、測試和更換方法范圍本推薦方法僅限用于優(yōu)化站用閥控鉛酸蓄電池的壽命和性能的維護(hù)、測試時(shí)間規(guī)定和測試過程。本標(biāo)準(zhǔn)也提供決定何時(shí)更換蓄電池的指引。工業(yè)應(yīng)用中（特別是小容量的閥控鉛酸電池）還有其他的維護(hù)/測試方法和更換技術(shù)，這些方法和技術(shù)同樣有用，但已超出本推薦方法的范圍。當(dāng)使用本標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，用戶應(yīng)考慮自己的實(shí)際情況和本項(xiàng)技術(shù)新進(jìn)的發(fā)展動(dòng)態(tài)。用戶也應(yīng)注意本項(xiàng)新技術(shù)在工業(yè)中所作大規(guī)模的方法變動(dòng)。本推薦方法涉及到人身安全的部分用強(qiáng)制性指令和用詞“必順”；其他部分則用詞“應(yīng)”。雖然蓄電池是直流系統(tǒng)的一部分，但本推薦方法不包括任何其他直流系統(tǒng)元件，也不包含直流系統(tǒng)的監(jiān)視和測試。蓄電池容量的大小、安裝、質(zhì)量、選擇標(biāo)準(zhǔn)以及型號(hào)和應(yīng)用不在本標(biāo)準(zhǔn)范圍。參考本推薦方法應(yīng)與下列出版物同時(shí)使用：IEEEStd100-1992，電器和電子術(shù)語的新IEEE標(biāo)準(zhǔn)字典（ANSI）。IEEEStd485-1983，IEEE用于普通站用和分站用大型鉛酸蓄電池的容量大小選擇的推薦方法。IEEEStd1187-1996，IEEE用于站用閥控鉛酸蓄電池的安裝設(shè)計(jì)和安裝的推薦的方法。IEEEStd1189-1996，IEEE用于站用閥控鉛酸蓄電池的選擇指南。定義下列詞語定義用于從屬本推薦方法的內(nèi)容。其他定義參閱IEEEStd100-1992和和第二章所列的其他文獻(xiàn)。3．1驗(yàn)收測試（蓄電池）：對(duì)新裝電池進(jìn)行容量測試，決定其是否符合設(shè)計(jì)特性或電池制造商的額定參數(shù)。3．2蓄電池盒：用于支撐和封裝一組單體電池的構(gòu)造體。3．3蓄電池架：用于支撐一組單體電池的構(gòu)造體。3．4容量測試（蓄電池）蓄電池以恒流或恒功率放電到指定電壓。3．5連貫性測試（蓄電池）：對(duì)單體、單元或電池組進(jìn)行測試，以判斷其傳導(dǎo)通路的完整性。3．6內(nèi)阻測量（蓄電池）：測量蓄電池單體或單元的內(nèi)部電抗、電道或電阻。3．7模塊：多個(gè)單體或單元組裝為一體。3．8性能測試（蓄電池）：對(duì)投入使用的蓄電池進(jìn)行恒流或恒功率容量測試，以檢測其容量的變化。3．9再化合：氧的再化合。參閱IEEEStd1189-1996。3．10服務(wù)測試（蓄電池）：特殊的蓄電池容量測試，作為實(shí)際值，判斷是否滿足直流系統(tǒng)的需求（蓄電池工作其間）。3．11端極連接（蓄電池）：單體間的連接、列間連接、電池組端的正負(fù)極連接，包含這些連接的極板、帶接線片的電纜和連接器。3．12單元：多個(gè)單體裝在一個(gè)開口瓶。3．13閥控鉛酸（VRLA）單體：單體是密封，只有當(dāng)單體內(nèi)部氣體壓力超過預(yù)設(shè)的氣壓時(shí)，其真空管才對(duì)大氣打開。VRLA單體提供了對(duì)內(nèi)部閣下的氧氣和壓縮氫氣的在化合的能力，從而限制水的消耗。4．安全注意注意和其他蓄電池比，VRLA電池更有潛在的危險(xiǎn)，在操作和維護(hù)中應(yīng)有合適的預(yù)防措施。僅在有合適的工具和下列有效的保護(hù)設(shè)施的情況下，才能對(duì)蓄電池進(jìn)行工作。蓄電池的維護(hù)只能由具有蓄電池知識(shí)和受過安全預(yù)防訓(xùn)練的人完成。1保護(hù)措施下列保護(hù)措施對(duì)進(jìn)行蓄電池維護(hù)工作的人都是必需的：a)護(hù)目鏡和面罩；b)耐酸手套；c)保護(hù)圍裙d)移動(dòng)式或站式?jīng)_水設(shè)施，在接觸到電解液時(shí)可沖洗眼睛和皮膚。e)C級(jí)滅火器f)蘇打（重碳酸鹽），0.1Kg對(duì)1L水（或11b對(duì)1加侖），用于中和溢出的酸液。g)絕緣良好的工具。注：由于有熱沖擊的潛在危險(xiǎn)，有的電池制造商不推薦用二氧化碳C級(jí)滅火器。4．2預(yù)防措施在維護(hù)蓄電池期間，必須作好下列保護(hù)措施：在對(duì)蓄電池維護(hù)工作時(shí)，應(yīng)使用警告牌，以防造受突然傷害。在蓄電池組附近禁止煙火，避免弧光。確認(rèn)負(fù)載測試的接頭清潔，處于良好狀態(tài)，用合適的電纜進(jìn)行連接，避免在蓄電池附近產(chǎn)生電弧。確認(rèn)負(fù)載測試設(shè)備的所有連接都包含短路電路保護(hù)器。確認(rèn)電池區(qū)/柜的通風(fēng)裝置工作良好。確保電池區(qū)出口暢通。避免穿戴類似珠寶一類的金屬物品。在對(duì)蓄電池操作前，操作者應(yīng)觸摸最近的有效地面，以消除積聚的靜電。確認(rèn)所有的監(jiān)視系統(tǒng)工作正常。不要取下蓄電池排氣孔的蓋。4．3方法對(duì)在使用的蓄電池進(jìn)行操作，必須使用預(yù)防電路中斷和在蓄電池附近產(chǎn)生電弧的方法。5．維護(hù)5．1概要適當(dāng)?shù)木S護(hù)能延長電池的壽命，并有助于確定其容量是否滿足設(shè)計(jì)要求。蓄電池的良好維護(hù)規(guī)程能提供有效的數(shù)值來決定電池的更換。如果維護(hù)規(guī)程并非本標(biāo)準(zhǔn)所提供的，用戶必須考慮其實(shí)際應(yīng)用情況和可靠性的需要。蓄電池的維護(hù)工作必須由有蓄洪電池知識(shí)和有安全保護(hù)措施的人完成。5．2．1月檢每月應(yīng)常規(guī)檢查和記錄如下項(xiàng)目：測量蓄電池組端總的浮充電壓充電器的輸出電流和電壓環(huán)境溫度、通風(fēng)條件和監(jiān)測設(shè)備按下列各項(xiàng)檢視各個(gè)單體/單元的條件：單體/單元完整性：極注、連接器、電池架或電池柜是否有銹蝕的痕跡整體外貌和電池組、電池架或柜、放電池區(qū)及包含可到達(dá)地方的清潔狀況蓋的完整性，并檢查單體/單元是否有裂紋或電解液匯漏是否有瓶/蓋過度變形5.2.2季檢季檢應(yīng)包括5.2.1的內(nèi)容，并檢查和記錄如下項(xiàng)目（記錄值和觀察值應(yīng)和初次檢查值作比較）：單體或單元內(nèi)阻值（參閱D.4）電池組中各個(gè)單休整或單元負(fù)極的溫度（參閱B.3）用1小時(shí)或更少的放電率，采樣測試電池間連接電阻（最少采樣10%或六個(gè)連接器）。如果檢測值與初始值相比有上升的趨勢，則要測所有的連接電阻，并確定原因，作必要的校正。每季抽樣測試不同的連接器（參閱D.1）。5.2.3半年檢半年檢慶包含5.2.1和5.2.3的內(nèi)容，并記錄每個(gè)單體或單元的電壓。5.2.4年檢和初檢年檢和初檢包含5.2.1、5.2.2和5.2.3的內(nèi)容，并檢查和記錄如下項(xiàng)目：整組電池所有單體到單體的連接電阻（參閱D.1）迭加在電池組上波紋電流和電壓（參閱D.5和咨詢制造商）5.2.5特殊檢查如果蓄電池有過異常條件的經(jīng)驗(yàn)（如服務(wù)放電，過充或超高的環(huán)境溫度等），那么應(yīng)作一次檢測以確認(rèn)電池組未被損壞。檢查內(nèi)容與年檢所要求內(nèi)容一樣。5.3校正操作5.3.1立即校正如下列各項(xiàng)所列條件時(shí)，應(yīng)在下一次通檢時(shí)進(jìn)行校正：如果在5.2.2項(xiàng)所讀取的電阻讀數(shù)超過初裝值20%或大于制造商指定的最大值時(shí)；或如時(shí)發(fā)現(xiàn)連接松脫，擰緊后再重新測試。如果極柱有銹蝕，應(yīng)先清理銹斑，再檢查連接電阻。如果再次測試的連接電阻仍然不能接受，則應(yīng)卸下連接器，清潔干凈，再裝上，再重測連接電阻。（參閱D.1）。當(dāng)單體或單元的內(nèi)阻值大幅度（20%或以上）偏離初裝值或整組平均值，應(yīng)對(duì)該單體或整組電池作進(jìn)一步測試。（參閱D.4指引）如果發(fā)現(xiàn)電解液，要查找源頭，修復(fù)或更換泄漏的電池。當(dāng)發(fā)現(xiàn)單體或連接器有臟物時(shí)，用干凈濕水的布擦拭。用重碳蘇打水0.1kg對(duì)1L或11b對(duì)1gal）清除任何滲漏在電池蓋或盒上的電解液。不要使用碳?xì)浠衔镱惖那鍧崉ㄊ皖愓袅镂铮┗驈?qiáng)堿清潔劑，這類清潔劑會(huì)使電池盒和蓋破裂。當(dāng)清潔電池系統(tǒng)時(shí)要格外小心，以防接地錯(cuò)誤。（參閱第4章）在電池組端極測浮充電壓，如果超出推薦的工作范圍，應(yīng)調(diào)整充電器電壓。浮充電壓需要作溫度補(bǔ)償（參閱附件B）。5.3.2定期校正下面所列條件，如果讓其持續(xù)延遲一個(gè)時(shí)期，將會(huì)減少蓄電池壽命。這些條件未必表明容量下降。但校正工作也應(yīng)在下一次季檢前完成，以防在正常間隔監(jiān)測到這樣的電池情況。如果任一個(gè)單體/單元的電壓低于制造商指定的最低臨界值，應(yīng)該給予校正，該校正包含均衡充電在內(nèi)，具體參閱D.3。不要高于制造商推薦的包含特定環(huán)境溫度下的充電率充電。在作單個(gè)檢查時(shí)，當(dāng)電池單體溫度偏差大于3C（5F）時(shí)，應(yīng)找出原因并校正它。如果不能作到有效的校正，應(yīng)與制造商聯(lián)系，取得允許的偏差量。它些異常情況的更多詳細(xì)論述和緊急的校正措施請閱讀附件。6．測試描述和時(shí)表下列測試時(shí)間表用于：決定電池是否符合特性要求或制造商的額定值，或兩者。定期決定電池的現(xiàn)狀性能是否在可接受的范圍。如果需要，決定電池的現(xiàn)狀是否符合所接系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。記錄測試數(shù)據(jù)（容量測試過程中電池組電壓和各個(gè)單體電壓，對(duì)應(yīng)于終止電壓的容量），利用這些數(shù)據(jù)作趨勢分析，預(yù)測電池未來的性能并預(yù)期更換蓄電池時(shí)間。6.1驗(yàn)收測試蓄電池容量的驗(yàn)收測試可由用戶選擇在制造商工廠或初始安裝時(shí)進(jìn)行。測試應(yīng)符合制造商給定的額定值或訂貨要求的性能值所對(duì)應(yīng)的特定放電率和放電時(shí)間。蓄電池的容量在發(fā)貨時(shí)可能少于額定容量。除非在交貨時(shí)指定容量是100%，否則初臺(tái)容量可以是額定容量的90-95%。在幾個(gè)充放電周期和浮充一段時(shí)間后，該容量值可上升到額定容量。6.2連續(xù)性測試連續(xù)性測試決定電池系統(tǒng)的物理完整性，但對(duì)蓄電池性能（參閱7.6）是必要的。按制造商推薦條件或當(dāng)不能進(jìn)行內(nèi)阻測試時(shí)，本測試按5.2.3中半年維護(hù)所描述的進(jìn)行。6.3性能測試蓄電池的容量性能測試應(yīng)每年進(jìn)行一次，在容量有下降趨勢時(shí)，應(yīng)半年進(jìn)行一次。下降是指蓄電池容量比上次性能測試的值少于10%以上或低于制造商的標(biāo)稱值90%以下。比較而言，性能測試和驗(yàn)收測試的放電時(shí)間和放電率是相類似的。如果測試是用于反映容量基值或電池容量的（趨勢）基準(zhǔn)，則按照7.1所描述的確良初始條件。當(dāng)希望測試反映所有因素（包括決定電池能力的維護(hù)）時(shí)，初始測試條件如7.1所述，忽略條件a）和b）。如果蓄電池不能釋放其預(yù)期的容量時(shí)，當(dāng)測試包含維護(hù)條件時(shí)，在完成7.1a）和b）后，應(yīng)重復(fù)測試。注—當(dāng)電池組需要對(duì)指定的時(shí)間（負(fù)載工作周期）給變化的負(fù)載供電時(shí)，特別是以大電流、短時(shí)間的負(fù)載來決定電池的容量大小時(shí)，性能測試不能證實(shí)電池組是否有能力滿足所有設(shè)計(jì)的負(fù)載。6.4服務(wù)測試這是一種蓄電池組的能力測試，通常按實(shí)測（所連接系統(tǒng)作負(fù)載）來判斷是否滿足直流系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求（電池帶載周期）。7．蓄電池測試規(guī)程本規(guī)程描述蓄電池測試的推薦方法。所有測試都應(yīng)遵遁第4款所列的安全要求條件。7.1測試前要求除了第6款說明之外，在開始測試之前需要如下所列的操作和數(shù)據(jù)。如果制造商特殊指定要均衡充電，必須在開始測試前3-30天內(nèi)完成均充。檢查蓄電池組的所有連接，確認(rèn)所有電阻讀數(shù)對(duì)于系統(tǒng)都是正確的（參閱5.3.1）。讀取和記錄測試開始時(shí)每個(gè)單體/元的浮充電壓。采樣讀取和記錄蓄電池單體/元的溫度，以計(jì)算蓄電池組的平均溫度（建議選取10%或以上的蓄電池）。讀取和記錄蓄電池組的浮充電壓。開始測試前測量和記錄每個(gè)單體/元的內(nèi)阻。采取適當(dāng)?shù)念A(yù)防措施（例如將被測電池組與其他電池組和臨界負(fù)載隔離起來）以確保測試失敗時(shí)，不破壞其他系統(tǒng)或設(shè)備。7.2測試時(shí)間長度對(duì)于性能容量測試，推薦規(guī)程規(guī)定其時(shí)間長度與確定蓄電池大小容量能力的時(shí)間長度近似一樣。（參閱6.3之注）7.3測試放電率放電率依賴所選擇的測試類型。對(duì)于驗(yàn)收測試和性能測試，放電率應(yīng)是恒流或恒功率，相對(duì)應(yīng)所選擇的測試時(shí)間長度和終止電壓下的制造商額定放電率。參閱7.5服務(wù)測試的測試放電率。注—測試放電率或容量都應(yīng)進(jìn)行溫度補(bǔ)償。參閱附件C（或聯(lián)絡(luò)制造商）用于電池設(shè)計(jì)的校正系數(shù)。7.4驗(yàn)收和性能測試設(shè)置測試用的必要儀器，該儀器應(yīng)有調(diào)節(jié)負(fù)載的能力，以維持等于對(duì)應(yīng)所選時(shí)間放電率的恒流或功率放電。斷開充電源。連接負(fù)載到電池組，啟動(dòng)計(jì)時(shí)，連續(xù)保持所選的放電率。讀取并記錄每個(gè)單體/元電壓和電池組端電壓。讀數(shù)應(yīng)從加載開始到測試結(jié)束，按指定的時(shí)間間隔讀取。如果可能，每分鐘應(yīng)讀五組數(shù)。維持不變放電率直到電池端電壓下降到指定值，該值為指定單體的最低電壓成以單體數(shù)（例如，1.75V成以單體數(shù)）。注—單體電壓的讀數(shù)應(yīng)取自相鄰單體/元的端極，使其包含電池間連接器的壓降。由于VRLA電池端極連接設(shè)計(jì)各不相同，應(yīng)仔細(xì)分析選擇合適的電壓測試探頭位置，以確保僅包含適當(dāng)?shù)膲航?。參閱圖D.1。d）如果單體/元的電壓接近極性轉(zhuǎn)（0V）或模塊電壓低于2V或更多（相對(duì)于模塊的平均電壓），而電池組的端電壓仍未到達(dá)到測試臨界值，應(yīng)該在可行之處旁路該單體/元并繼續(xù)進(jìn)行測試。旁路時(shí)應(yīng)遠(yuǎn)離單體/元，以避免電弧灼傷。新的最小電池組電壓由剩下的單體/元數(shù)決定。非常重要的是應(yīng)由用戶和制造商或有經(jīng)驗(yàn)的人共同計(jì)劃本操作項(xiàng)目。應(yīng)預(yù)計(jì)到有弱電池的可能性，并應(yīng)作好旁路弱電池的準(zhǔn)備，使其對(duì)人的傷害最小。e）觀測站蓄電池組中單全/元間連接器或端極的異常發(fā)熱情況。f）在測試結(jié)束后，按照7.9規(guī)程概述的方法計(jì)算電池容量。7.5服務(wù)測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)者應(yīng)建立服務(wù)測試規(guī)程和測試的接收標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)服務(wù)測試的建議規(guī)程如下：初始條件應(yīng)與7.1所定義的一樣。在實(shí)際條件下通過測試反映維護(hù)工作時(shí)，忽略要求條件a）和b）。放電率和測試時(shí)間長度應(yīng)盡可能對(duì)應(yīng)接近蓄電池實(shí)際的帶載放電周期。按照7.4條目a）至e）所述的測試規(guī)程概要，應(yīng)該在每個(gè)負(fù)載周期結(jié)束之前和在測試完成時(shí)讀取電壓數(shù)。如果蓄電池不能滿足帶載放電周期，檢查放電詣否合適；再給蓄電池充電，如有必要，按5.2.4所討論的檢查蓄電池，采取必要的校正措施，然后重復(fù)服務(wù)測試。有可能需要作電池的性能（參閱6.3）來決定是電池問題還是應(yīng)用負(fù)載的問題。7.6連續(xù)性的測試在單體/元或電池組作短時(shí)間的負(fù)載測試，決定其完整性。與制造商協(xié)商測試條件和接收標(biāo)準(zhǔn)。注—作為一個(gè)例子，斷開交流輸入一小段時(shí)間，讓蓄電池接上假負(fù)載，作連續(xù)性測試。7.7恢復(fù)卸下所有測試儀器設(shè)備。再充電并恢復(fù)正常服務(wù)。注意注意一節(jié)內(nèi)部短路的單體/元不應(yīng)放在電池組中繼續(xù)充電（參閱附件B）。按照剩下的單體數(shù)所減少的系統(tǒng)總電壓，調(diào)整充電器的輸出電壓。7.8完成再充電在放電后，由常規(guī)電壓整流充電器所提供的充電電流模式，提供了一種決定再充電模式的方法。由于電池接近滿充，電池組電壓升至接近充電器輸?shù)脑O(shè)定，同時(shí)電流下降。當(dāng)充電電流在指定的充電電壓穩(wěn)定下來時(shí)，電池就滿充。（注意事項(xiàng)參閱附件A）7.9計(jì)算電池容量對(duì)于驗(yàn)收測試和性能測試，用下面等式計(jì)算電池容量：在25℃（77F）時(shí)的百分比容量=（Ta/Ts）×100其中：Ta到達(dá)指定終止電壓（帶溫度補(bǔ)償）時(shí)的實(shí)際測試時(shí)間（參閱附件C）8．電池更換標(biāo)準(zhǔn)更換蓄電池推薦規(guī)程是：如果按7.9計(jì)算的容量低于制造商的額定值的80%，應(yīng)更換蓄電池。更換的時(shí)序是容量大小標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用的一個(gè)功能，也能比較各種負(fù)載條件下的容量邊界可能值。80%的容量表明：即使電池具有滿足直流系統(tǒng)負(fù)載能力的安培（電流）能力，其退化速度也在增加。其它因素，如不滿足服務(wù)測試的結(jié)果（參閱7.5），或增加新負(fù)載的要求，都可能要求更換電池。諸如異常高單體/元溫度的物理特性（參閱附件B），通常也是決定更換整組或單個(gè)電池的條件。如7.4款d）項(xiàng)所述，單體極性反向?qū)π枰鼡Q而作進(jìn)一步查證的單體/元是個(gè)很好的指示器。如要更換單體/元，其電器特性一定和備換的單體/元相容，并且在安裝前必須經(jīng)過測試。不推薦在蓄電池組接近失效時(shí)更換單體/元。一個(gè)單體的電壓在經(jīng)過校正操作（均充）后仍然低，那么也是對(duì)需要更換而作進(jìn)一步查證的單體/元是個(gè)很好的批示器。（參閱B.2）。在連續(xù)性測試中失效的單體/元，只要存在一個(gè)不可校正的條件，就必須立即更換。9．記錄諸如5.2所示的數(shù)據(jù)，必須在安裝時(shí)和每次指定時(shí)間檢查時(shí)作記錄。數(shù)據(jù)記錄應(yīng)包含報(bào)告、校正操作（參閱5.3）和所有測試結(jié)果。正確解釋由檢查、校正操作和測試獲得的數(shù)據(jù)，對(duì)蓄電池的運(yùn)行和壽命很重要。建議準(zhǔn)備好表格記錄所有的數(shù)據(jù)，使所記錄的數(shù)據(jù)有序且方便與過去的數(shù)據(jù)作比較。有意義的比較要求所有的數(shù)據(jù)都要轉(zhuǎn)換成制造商所推薦的標(biāo)準(zhǔn)基值。附件A決定充電狀態(tài)在電池接近滿充時(shí)，電池組電壓升至接近充電器輸出電壓，充電電流減少。當(dāng)充電電流在充電電壓下穩(wěn)定時(shí)，電池組充電。在電池組電路測量時(shí)，穩(wěn)定的充電電流在3個(gè)小時(shí)內(nèi)不能該變化超過±10%。要決定充電電流是很難的，因?yàn)椋壕€內(nèi)安培表在低電流時(shí)沒足夠的分辨率，而且還需要特殊的監(jiān)控設(shè)備。在25℃時(shí)，典型的穩(wěn)定電流是按其容量每安時(shí)不大于1mA。來自蓄電池充電器和負(fù)載的波紋電流干擾讀數(shù)精度。如果充電器電壓憶設(shè)置在高于通常的浮充電壓，但有不超過電池制造商建議的最大限制電壓（這樣可減少充電時(shí)間），通常的操作是在充電電流穩(wěn)定后，降低充電電壓到浮充電壓。浮充電流很快就穩(wěn)定。附件B電壓B.1電池浮充電壓在電池組端測量的正確電壓是所有閥控單臨界和（如：24節(jié)×2.25V/節(jié)=54V）。電池浮充電壓必須在制造商的推薦極限值之內(nèi)，而且該推薦值必須考慮測試補(bǔ)償。（參閱B.3）。B.2單體電壓觀察到閥控電池中比正常的開口式電池有更寬的浮充電壓范圍并不正常的。這對(duì)安裝6個(gè)月內(nèi)的情況是特別準(zhǔn)確的。均充通常不用于校正明顯的不平衡。（參閱D.3）。a）低電壓單體。低電壓不是單體充電狀態(tài)的指示。在低于制造商低電壓極限值下延續(xù)運(yùn)行，將降低單體的預(yù)期運(yùn)行壽命。注—單體電壓一直低于正常浮充條件，如不是由單體溫度升高所引起，則表明是單體內(nèi)部問題，可能需要更換。b)高電壓單體。單體電壓高于其最高限制電壓（由電池制造商指定），對(duì)單體造成有害的影響（如加速電池干枯）。B.3溫度對(duì)電壓的影響在恒定的電池組電壓下，充電電流隨電解質(zhì)的溫度升高而升高。所以，電池組中較高溫度的單體比其他單體的電壓低。應(yīng)盡力估計(jì)引單體間不同溫度的原因。作為一般準(zhǔn)則，連續(xù)高溫將減少電池壽命，對(duì)運(yùn)行中的閥控電池而言，大約在25℃（77F）每增加8℃（15F）時(shí)，壽命降低一半。通過使用溫度補(bǔ)償充電器，可以相當(dāng)程度地降低這種影響。在高溫下運(yùn)行還導(dǎo)致熱失控。（參閱D.2）。附件C容量測試的溫度補(bǔ)償由制造商所指定的放電率通常按單體在25℃（77F）下的值。當(dāng)在不同溫度下進(jìn)行容量測試時(shí)，一定要使用溫度校正系數(shù)。溫度校正系數(shù)可用于放電率或已測試容量（放電時(shí)間）。通常更多地用于高速放電率，在極端的溫度下，這個(gè)方法能給出更精確的結(jié)果。很多因素，諸如酸的比重和固定的工藝，造成溫度對(duì)閥控電池性能的影響的不同。所以每種特定的VRLA電池，都應(yīng)與制造商聯(lián)系，取得校正系數(shù)。a)放電時(shí)間校正。如果在負(fù)極所測量的起始平均溫度Tinit不同于標(biāo)準(zhǔn)溫度Tstd（℃或77F），那么測量時(shí)間Tact可以通過下面等式進(jìn)行調(diào)整而得到校正時(shí)間TcorrTcorr=Tact/〔1+k﹡(Tinit-Tstd)〕必須從制造商處取得k值。Tstd為25℃時(shí)，k值的典型范圍是0.004到0.011；或Tstd為77F時(shí)，k值范圍是0.006至0.002。注—給定一個(gè)k值，上面公式會(huì)給出一個(gè)在效的、窄的溫度范圍。細(xì)節(jié)請聯(lián)系制造商。B）放電率校正。在25℃（77F）下的安培或瓦特放電率，除以在負(fù)極測量的起始溫度所對(duì)應(yīng)近似放電校正系數(shù)便是校正放電率。典型的放電率校正系數(shù)如表1所示。表1——典型的放電率校正系數(shù)電極溫度放電率校正范圍（典型范圍）FC30-1.15010.07021.17725.01.009032.211043.3附件D校正操作D.1連接電阻在安裝好時(shí)，讀取和記錄電池間連接電阻和端極連接細(xì)節(jié)電阻作為基值是一種良好的操作。操作過程的一致性非常重要，這樣能檢測出由于銹蝕或松脫造成的阻值上升。關(guān)注阻值上升的原因，并可能需要作校正。正常安裝的阻值隨所安裝容量大小的不同而有很大的不同，對(duì)大電池小至10微歐，對(duì)小電池達(dá)到或超過100微歐。取讀數(shù)的方法包括用讀數(shù)電阻表或電導(dǎo)表，或在容量測試時(shí)在適當(dāng)?shù)牡胤綔y壓降。聯(lián)系制造商取得期望值。按慣例，讀數(shù)與前面建立的基值比變化20%或者超過制造商限定值作為下次檢查前開始校正操作的標(biāo)準(zhǔn)。校正操作的時(shí)序應(yīng)由影響電阻增加的分析結(jié)果決定。D.2熱失控當(dāng)VRLA電池工作在浮充或完全再化合模式的過充狀態(tài)時(shí)，沒有純化學(xué)反應(yīng)，幾乎所有過充的能量都轉(zhuǎn)化成熱能。如果系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及其周圍環(huán)境能將產(chǎn)生的熱戎發(fā)并達(dá)到平衡，那么就沒有熱失控問題。當(dāng)然，再化合反應(yīng)熱量升高率超過了散熱率，電池的溫度就會(huì)升高并且需要更大的電流來維持浮充電壓。而額外的電流又引起更多的化合反應(yīng)和熱量產(chǎn)生，從而進(jìn)一上使電流溫度升高，并如此往復(fù)。這種純效應(yīng)應(yīng)加速電池干枯和使電池熔化。這個(gè)潛在問題由于環(huán)境溫度的升高、單體或充電系統(tǒng)的故障而進(jìn)一步惡化。在電池之間和周圍使用合適的通風(fēng)和使用儲(chǔ)如溫度的升高、單體或充電系統(tǒng)的故障而進(jìn)一步惡化。在電池之間和周圍使用合適的通風(fēng)和使用儲(chǔ)如溫度補(bǔ)償充電器來最大限度降低熱失控的可能性。在凝膠體電解系統(tǒng)中，凝膠體和極板、容器壁緊密接觸，比吸收式電解系統(tǒng)提供更好的散熱性能，但始終不如開口式（“富液式”）效果好。D.3均衡充電通常不需定期均充來校正單體/元的不平衡。除非制造商特別推薦，否則不應(yīng)進(jìn)行均充。D.4單體/元內(nèi)阻測量這些測量提供電路連通性的資料，并可用于單體之間的比較和以后分析的參考。單體的內(nèi)部阻抗包含數(shù)個(gè)因素：物理連接電阻，電解液的離子傳導(dǎo)性和發(fā)生在極板表面的電化學(xué)過程的活動(dòng)性。帶有多個(gè)單體的單元，還有由于單體間連接所產(chǎn)生的額外電阻。集合各種因素的阻抗結(jié)果可通過下列技術(shù)量化取得：阻抗測試：在電池組加載一個(gè)已知頻率和幅度的交流電流，測理每個(gè)單體/元的交流壓降。交流電壓的測量值取自每個(gè)單體的正負(fù)極或單體的最小組。用歐姆定律計(jì)算電抗。電導(dǎo)測量：對(duì)單體/元加載一個(gè)已知頻率和幅度的電壓，測其交流電流的響應(yīng)值。電導(dǎo)是所測的交流電流值除以電壓值。電阻（內(nèi)阻）測量：對(duì)單體/元兩端加一負(fù)載，測量其電流和電壓的階梯變化值。將電壓的變化值除以電流的變化值就是內(nèi)阻值。c）當(dāng)進(jìn)行測量時(shí)，應(yīng)記錄所有測試設(shè)備的類型，所選擇的測試點(diǎn)，單體/元電壓、負(fù)極的溫度。d）電導(dǎo)是電抗和電阻的倒數(shù)。如果單體的內(nèi)阻值變化時(shí)，則表明是容量也發(fā)生變化。單體的內(nèi)阻值隨測量時(shí)的條件和特定的測量技術(shù)而變化。電抗和電阻是電導(dǎo)的倒數(shù)。如果單體內(nèi)阻值變時(shí)，則表明其性能也發(fā)生變化。內(nèi)阻值有明顯的變化，表明單體電池的性能也發(fā)生明顯的變化。在沒有內(nèi)阻測試儀器制造商的特定指南時(shí)，內(nèi)阻值變化超過20%時(shí)，就應(yīng)認(rèn)為是明顯的變化。這樣的變化應(yīng)與制造商作進(jìn)一步的計(jì)論。在聯(lián)絡(luò)不到制造商時(shí)，應(yīng)進(jìn)行性能測試，以決定電池系統(tǒng)的可靠性。更換標(biāo)準(zhǔn)參照應(yīng)用特性。作進(jìn)一步測試或更換的時(shí)序依賴于蓄電池組所提供的服務(wù)類型。如果電池是用在非標(biāo)狀態(tài)，用于輕量輸出比用于高輸出、短時(shí)間的應(yīng)用能提供更長的服務(wù)時(shí)間。D.5紋波電流用于VRLA電池的充電器必須是低電噪聲，以限制紋波電流。作為合格的充電器，在作充電的全過程不提高電池的平均溫度，在空閑備用狀態(tài)負(fù)極的溫度不應(yīng)高于環(huán)境溫度3℃（5F）以上。D.6電壓探頭的放置電壓探頭的放置如圖D.1所示。石家莊鐵道學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)鉛酸蓄電池容量檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)DesignofLead-acidBatteryCapacityDetectionSystem2021屆電氣與電子工程分院專業(yè)自動(dòng)化學(xué)號(hào)20041667學(xué)生姓名張義順指導(dǎo)教師鄧曉燕完成日期2021年5月25日畢業(yè)設(shè)計(jì)成績單畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告摘要本設(shè)計(jì)是以AT89C51單片機(jī)為核心的蓄電池容量檢測系統(tǒng),通過對(duì)AT89C51單片機(jī)軟件編程可以實(shí)現(xiàn)以下基本要求:1、通過蓄電池放電測量電池容量;2、測量電壓動(dòng)態(tài)值;3、可切換顯示電池容量/電壓;4、測量結(jié)束后有報(bào)警提示。為了檢測蓄電池的端電壓,以便顯示電壓,要進(jìn)行電壓采樣,并且采樣電路為小電流放電,使所測試的電壓值比較準(zhǔn)確;為了檢測蓄電池的容量,要進(jìn)行電流采樣,并且為大電流放電,放電電流為3A-4.5A,還要求放電電流盡可能恒定。系統(tǒng)的恒流放電電路由集成運(yùn)算放大器構(gòu)成,結(jié)構(gòu)簡單,調(diào)整方便。該恒流放電電路,保證了放電電流的基本恒定,從而保證了容量檢測的準(zhǔn)確。實(shí)時(shí)測量并顯示電壓,放電到10.5V則放電結(jié)束。實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前所放出的容量,積分計(jì)算出容量,不須人工計(jì)算。采用了Atmel公司的AT89C51單片機(jī),該單片機(jī)片內(nèi)有4K的ROM,不需外接ROM,由它設(shè)計(jì)制成的數(shù)字顯示的蓄電池容量檢測系統(tǒng),其整個(gè)系統(tǒng)呈現(xiàn)單片化結(jié)構(gòu),硬件電路構(gòu)成簡單,主要功能均由軟件編程實(shí)現(xiàn),因此體積小、可靠性高、測量顯示方便、直觀、價(jià)格低廉。關(guān)鍵詞:鉛酸蓄電池容量檢測恒流放電AbstractThedesignisbatterymeasurementsystem,ofwhichAT89C51microcontrollerasthecore,throughthesoftwareprogrammingofAT89C51SCMcanachievethefollowingbasicrequirements:1,batterycapacitymeasurementbybatterydischarge;2,measuringdynamicvalueofvoltage,3,mayswitchdisplaythebatterycapacity/voltage;4,alarmaftertheendofameasure.Inordertodetectthebatteryvoltage,showthatvoltage,wemustsamplevoltage,andsamplingcircuitissmallcurrentdischargesothattestthevoltagemoreaccurate;Totestthebatterycapacity,wemustsamplecurrent,anddischargecurrentislarge.Dischargecurrentis3A-4.5A,alsorequiresdischargecurrentconstantaspossible.TheconstantcurrentdischargecircuitiscomposedofIntegratedOperationalamplifier.Structureissimple,andadjustmentiseasy.Theconstantdischargecircuitensurethatthedischargecurrentfundamentalconstant,soastoensuretheaccurateofcapacitydetection.Measureanddisplayvoltagebyreal-time,10.5Vtothedischarge,andthedischargeisover.Displaycapacitybyreal-time,andcalculatethecapacitybyintegration,donotneedmanualcalculations.UsingAT89C51SCMofAtmel,4KROMwithintheSCM,withoutexternalROM,thebatterycapacitydetectionsystem,designmadeofit,showeditsmonolithicstructure,hardwarecircuitissimple,themainfunctionworkbythesoftwareprogramming.Sosizeissmall,itishighlyreliableandmeasurementandshowingisconvenient,intuitive,priceislow.Keywords:Lead-acidbatteriesCapacitydetectionConstantcurrentdischarge目錄第1章緒論(11.1課題研究的目的及意義(11.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀(11.3論文研究內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)(4第2章鉛酸蓄電池(52.1工作原理(52.2蓄電池的容量(62.3影響鉛酸蓄電池容量的因素(8第3章AT89C51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及功能簡介(133.1AT89C51簡介(133.2主要特性(133.3管腳說明(133.4時(shí)鐘振蕩器(15第4章硬件設(shè)計(jì)(174.1采樣電路的設(shè)計(jì)(174.2恒流放電電路的設(shè)計(jì)(184.3數(shù)字顯示電路的設(shè)計(jì)(204.4A/D接口電路的設(shè)計(jì)(21第5章軟件設(shè)計(jì)(245.1主要算法(245.2主程序設(shè)計(jì)(265.3A/D轉(zhuǎn)換程序的設(shè)計(jì)(275.4數(shù)字顯示程序設(shè)計(jì)(28第6章結(jié)論與展望(31參考文獻(xiàn)(32致謝(33附錄(34第1章緒論1.1課題研究的目的及意義鉛酸蓄電池經(jīng)過百余年的發(fā)展與完善已成為世界上廣泛使用的一種化學(xué)電源,具有良好的可逆性、電壓特性平穩(wěn)、使用壽命長、適用范圍廣、原材料豐富(且可再生使用及造價(jià)低廉等優(yōu)點(diǎn)。主要應(yīng)用在交通運(yùn)輸、通訊、電力、鐵路、礦山、港口、國防、計(jì)算機(jī)、科研等國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域,是社會(huì)生產(chǎn)經(jīng)營活動(dòng)和人類生活中不可缺少的產(chǎn)品。隨著鉛酸蓄電池的廣泛應(yīng)用,如何精確檢測蓄電池容量成為廣大用戶極為關(guān)注的問題。GB5008.1標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定“整個(gè)試驗(yàn)期間蓄電池均放置在溫度25±2℃的水浴中”,由此可見,標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于試驗(yàn)溫度的要求25±2℃范圍較為精確,且規(guī)定電池、水浴之間的距離,使之在反應(yīng)過程中不會(huì)相互影響。因?yàn)樾铍姵胤烹娙萘颗c溫度的關(guān)系密切,標(biāo)準(zhǔn)才規(guī)定±2℃的要求,第一,只有在相同的環(huán)境條件下的試驗(yàn)結(jié)果才具有可比性,可重復(fù)性;第二,在放電過程中,蓄電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能,是放出能量,蓄電池要從環(huán)境中吸熱,蓄電池溫度下降,為避免影響化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行,需要有恒溫水浴向蓄電池補(bǔ)充熱能使其溫度恒定。質(zhì)檢部門的監(jiān)督檢驗(yàn)及仲裁檢驗(yàn),工商部門市場監(jiān)測,教學(xué)研究等工作,務(wù)求對(duì)蓄電池容量檢測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤。務(wù)必使試驗(yàn)溫度保持在標(biāo)準(zhǔn)要求范圍內(nèi),才能減少系統(tǒng)誤差,得出精確數(shù)據(jù),真實(shí)反映產(chǎn)品的質(zhì)量水平。研制蓄電池容量檢測系統(tǒng)很有必要。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.核對(duì)放電法核對(duì)放電法即100%C的深度放電,它具有容量測試準(zhǔn)確可靠的優(yōu)點(diǎn),因此,仍然是目前世界上檢測電池性能的最可靠方法。核對(duì)放電法即全放電的容量試驗(yàn),是檢測電池容量最直接、最可靠的方法,無論是在線還是離線進(jìn)行檢測,都必須設(shè)置備用電源作為防范措施,以保證系統(tǒng)的安全。傳統(tǒng)的核對(duì)放電設(shè)備普遍采用電阻絲進(jìn)行核對(duì)放電,并且是人工操作,程序繁瑣,存在一定的人身危險(xiǎn),這種傳統(tǒng)的核對(duì)放電試驗(yàn)方式正在逐步被淘汰。目前,國內(nèi)外普遍采用了新型的等效的電子負(fù)載,以保證電池組恒流放電。經(jīng)過數(shù)小時(shí)后,可以找出最落后的一到幾節(jié)電池,以落后電池到達(dá)終止電壓時(shí)的放電時(shí)間與放電電流來估算其容量,并以此容量作為整組電池的容量。不過它的缺點(diǎn)也很突出,主要表現(xiàn)為:(1放電時(shí)間長,風(fēng)險(xiǎn)大,電池組須脫離系統(tǒng),蓄電池組所存儲(chǔ)的化學(xué)能全部以熱能形式消耗掉,既浪費(fèi)了電能又費(fèi)時(shí)費(fèi)力,效率低;少數(shù)放電系統(tǒng)采用逆變技術(shù)可以將化學(xué)能予以回收利用。(2進(jìn)行核對(duì)性放電試驗(yàn),必須具備一定條件,首先,盡可能在市電基本保障的條件下進(jìn)行;其次,必須有備用電池組。(3目前,核對(duì)放電只能測試整組電池容量,不能測試每一節(jié)單體電池容量,以容量最低的一節(jié)作為整組容量,而其他部分電池由于放電深度不夠,其劣化或落后程度還不能完全充分暴露出來。(4有損蓄電池的容量。由于蓄電池的內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)不是完全可逆的。全深度循環(huán)放電的次數(shù)是有限的,所以,不宜對(duì)鉛酸蓄電池頻繁進(jìn)行深放電。但是間隔時(shí)間過長,兩次核對(duì)之間的蓄電池的狀態(tài)是不確定的。我們會(huì)面臨兩難的選擇。密封蓄電池的使用壽命是否終結(jié)的主要判據(jù)為,電池的剩余容量是否滿足機(jī)房工作要求,或者滿足有關(guān)維護(hù)規(guī)程的要求。國家有關(guān)電源維護(hù)規(guī)程中的核對(duì)放電試驗(yàn)?zāi)壳叭允俏ㄒ槐还J(rèn)的測試剩余容量的最有效方法,它是衡量蓄電池在關(guān)鍵時(shí)刻能否發(fā)揮作用,確保通信暢通與生產(chǎn)正常的重要手段。2.不完全放電測試法對(duì)于電池組采用1%~5%C的淺度放電;機(jī)房可以沒有備用電池組。在放電狀態(tài)下,對(duì)蓄電池組的各單體電池的端電壓進(jìn)行巡檢,找出端電壓下降最快的一只,將其確認(rèn)為落后電池,再利用核對(duì)放電儀器,對(duì)該節(jié)電池進(jìn)行核對(duì)放電,檢測其容量,即代表該組電池的容量。目前,此法可以較快地判定電池組中部分或者個(gè)別落后或劣化電池,但還不足以準(zhǔn)確測定電池的好壞程度,包括電池的容量等指標(biāo),僅適宜作為一個(gè)定性測試的參考。以前有廠家根據(jù)客戶的需求特點(diǎn),推出一系列在線測試電池容量的設(shè)備與儀器,即在線檢測儀或在線巡檢儀,但是除了少數(shù)情況外,一般都達(dá)不到一個(gè)很理想的效果。原因是多方面的,其中有蓄電池的生產(chǎn)制造工藝的原因,有蓄電池電化學(xué)特性的原因,即容量相同的蓄電池的負(fù)載電壓本身具有離散性。大量研究實(shí)踐證明,即便是淺度放電狀態(tài),單純通過電壓高低完全不足以判別電池性能的好壞。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是操作簡單,風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)小,并可以快速查找落后電池。不過最大的缺點(diǎn)還是測試精度低,只能作為電池落后狀態(tài)判定依據(jù),不能準(zhǔn)確測算電池的好壞程度及電池容量指標(biāo)。同時(shí)測試要求較高,測試情況還不是很理想,尤其是容量測試準(zhǔn)確度較低。3.電導(dǎo)(內(nèi)阻測量法電導(dǎo)測試線是目前主要的日常維護(hù)儀器。從測試技術(shù)分為交流法和直流法,使用95%以上的電導(dǎo)(內(nèi)阻測量儀屬于交流法。交流法電導(dǎo)測量是向蓄電池兩端加一個(gè)已知頻率和振幅的交流電壓信號(hào),測量出與電壓同相位的交流電流值,其交流電流分量與交流電壓的比值即為電池的電導(dǎo)。電導(dǎo)是頻率的函數(shù),不同的測試頻率下有不同的電導(dǎo)值,電池的容量越小,電池電阻越大,電導(dǎo)值越小。電導(dǎo)法能準(zhǔn)確查出完全失效的電池,根據(jù)大量的實(shí)驗(yàn)分析及研究結(jié)果證明,電池的容量只有降低到50%時(shí),內(nèi)阻或者電導(dǎo)會(huì)有所變化,降低到40%以后,會(huì)有明顯變化,所以,根據(jù)電池電導(dǎo)值或者內(nèi)阻值,可以在一定程度上確定電池的性能。采用電導(dǎo)法測試電池的內(nèi)阻或電導(dǎo)是判定蓄電池好壞的一種有價(jià)值的參考思路,但是問題如下:(1對(duì)于電池的好壞程度,還不能提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)依據(jù);不足以準(zhǔn)確地測算出電池的實(shí)際性能指標(biāo),尤其是容量指標(biāo);不能判斷(SOC容量50%以上的蓄電池的好壞;不能到達(dá)國標(biāo)的要求。根據(jù)國家有關(guān)電源維護(hù)規(guī)程以及蓄電池維護(hù)效果要求,電池組荷電容量達(dá)不到80%便應(yīng)整組淘汰。(2不同型號(hào)的儀表測量結(jié)果的差異性較大,由于各種交流法測量儀的測量頻率(15Hz~1000Hz、測量方法(相位差法、有效值法、調(diào)制解調(diào)法、比較法等等和測量電流(1A~10A相差較大,讓使用不同的測量儀對(duì)于同一塊電池的測量結(jié)果相差較大,有時(shí)相差一倍。造成用戶選擇儀表困難,以及對(duì)于儀表測量結(jié)果的可信度懷疑。目前基于直流法的電導(dǎo)(內(nèi)阻測量儀檢測水平也未能超出交流法測量儀。電導(dǎo)測量技術(shù)雖然測試工作比較簡單,但是,由于內(nèi)阻與容量是非線性的,所以,測試結(jié)果不能很好地反映蓄電池的真實(shí)健康狀況。4.安時(shí)Ah容量法對(duì)于動(dòng)力蓄電池,蓄電池需要頻繁的充電、放電。往往采用Ah容量法。使用Ah容量法記錄的電能量,需要知道蓄電池的初始狀態(tài)和終點(diǎn)SOC;但是初始狀態(tài)和終點(diǎn)SOC受到下述多種因素的影響,在一般情況下,并不是一個(gè)常數(shù)。所以安時(shí)Ah容量法僅能紀(jì)錄已經(jīng)使用或通過電量計(jì)的電量,而不能較為準(zhǔn)確地預(yù)測終點(diǎn)SOC。針對(duì)目前的實(shí)際情況,就蓄電池制造廠家、蓄電池測試技術(shù)研究機(jī)構(gòu),以及廣大蓄電池維護(hù)人員而言,都在積極探索一種快速、準(zhǔn)確、可靠、安全的蓄電池測試技術(shù)。特別對(duì)于廣大現(xiàn)場維護(hù)工程師而言,這種需求更顯迫切。遺憾的是,蓄電池是實(shí)現(xiàn)化學(xué)與電能之間轉(zhuǎn)換的一種非常復(fù)雜的裝置。蓄電池的放電過程是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿倪^程,蓄電池的充電過程是電能轉(zhuǎn)化變?yōu)榛瘜W(xué)能的的過程。從電化學(xué)的角度,不能對(duì)于使用者提供更多的內(nèi)部的信息。對(duì)它進(jìn)行快速準(zhǔn)確的容量測試是非常困難的。由于目前多是密封蓄電池,型號(hào)和規(guī)格千變?nèi)f化,性能也不盡相同,外部只有兩個(gè)電極接頭。對(duì)于使用者來說,從外部來看,密封蓄電池是一個(gè)“黑箱”,至少是一個(gè)“灰箱”。對(duì)于蓄電池的設(shè)計(jì)和制造者同樣如此。蓄電池容量測試技術(shù)的難點(diǎn):(1蓄電池的化學(xué)能不能直接測量。(2蓄電池化學(xué)能本身是一個(gè)變量。由于化學(xué)反應(yīng)不完全可逆?；瘜W(xué)能隨著使用次數(shù)和使用時(shí)間、儲(chǔ)存時(shí)間而衰減。(3使用容量又與工作溫度和充、放電率,充、放電的方法有關(guān),并隨著SOC狀態(tài)等條件在變化。(4容量相同的密封蓄電池的負(fù)載電壓和內(nèi)阻本身具有離散性。即使對(duì)于同一個(gè)廠、同期生產(chǎn)的、同型號(hào)的蓄電池也是如此,無法避免。而且,對(duì)于蓄電池組,使用時(shí)間越長,蓄電池個(gè)體之間的差異性和離散性越大,會(huì)出現(xiàn)兩極分化。(5難以等效。一般來說,不能使用線性元器件或者其任意的組合來等效蓄電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。退一步說,使用非線性元器件的組合,可以等效蓄電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu),也僅適用于特定的電池和特定的條件。不能適用于各種規(guī)格的電池以及同一個(gè)電池在不同的使用條件[1]。基于蓄電池本身的性能和技術(shù)特點(diǎn),必須保留核對(duì)放電技術(shù),它可以定量測試,是其他測試技術(shù)的基礎(chǔ)。其次,應(yīng)該改進(jìn)目前的電導(dǎo)法(內(nèi)阻法、電壓測量法等快速測量法,使之提高測量精度,以滿足現(xiàn)場維護(hù)工程師的要求。采用恒流放電技術(shù),使放電電流基本恒定,對(duì)電流和時(shí)間進(jìn)行積分,也就是對(duì)放電電流進(jìn)行求和運(yùn)算,最終得到放出的容量值。1.3論文研究內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)主要研究利用單片機(jī)AT89C51設(shè)計(jì)一個(gè)蓄電池容量測量系統(tǒng)。鉛酸蓄電池的容量檢測方法很多,為了準(zhǔn)確測量蓄電池的容量,本設(shè)計(jì)采用放電方法測試電池容量,并采取設(shè)計(jì)的恒流放電電路,而且單獨(dú)測試電壓和電流,保證了所測試電壓和電流的準(zhǔn)確。要求實(shí)時(shí)顯示電池容量,實(shí)時(shí)顯示電池電壓,放電到10.5V測量結(jié)束并有報(bào)警提示,放電電流為3-4.5A,三位數(shù)碼管顯示,切換顯示電壓/安時(shí)。主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)是系統(tǒng)采用恒流放電,該電路由集成運(yùn)算放大器構(gòu)成,結(jié)構(gòu)簡單,調(diào)整方便。該恒流放電電路,保證了放電電流的基本恒定,從而保證了容量檢測的準(zhǔn)確。本系統(tǒng)硬件電路構(gòu)成簡單,主要功能均由軟件編程實(shí)現(xiàn),因而體積小、可靠性高、測量顯示方便、直觀、價(jià)格低廉。第2章鉛酸蓄電池2.1工作原理所謂蓄電池即是貯存化學(xué)能量,在必要時(shí)放出電能的一種電氣化學(xué)設(shè)備。構(gòu)成鉛蓄電池之主要成份如下[2]:陽極板(過氧化鉛.PbO2--->活性物質(zhì)陰極板(海綿狀鉛.Pb--->活性物質(zhì)電解液(稀硫酸--->硫酸.H2SO4+水.H2O電池外殼隔離板其它(液口栓.蓋子等鉛蓄電池內(nèi)的陽極(PbO2及陰極(Pb浸到電解液(稀硫酸中,兩極間會(huì)產(chǎn)生2V的電力,這是根據(jù)鉛蓄電池原理,經(jīng)由充放電,則陰陽極及電解液即會(huì)發(fā)生如下的變化:(陽極(電解液(陰極PbO2+2H2SO4+Pb--->PbSO4+2H2O+PbSO4(放電反應(yīng)(過氧化鉛(硫酸(海綿狀鉛(陽極(電解液(陰極PbSO4+2H2O+PbSO4--->PbO2+2H2SO4+Pb(充電反應(yīng)(硫酸鉛(水(硫酸鉛蓄電池連接外部電路放電時(shí),稀硫酸即會(huì)與陰、陽極板上的活性物質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng),生成新化合物(硫酸鉛。經(jīng)由放電硫酸成分從電解液中釋出,放電愈久,硫酸濃度愈稀薄。所消耗之成份與放電量成比例,只要測得電解液中的硫酸濃度,亦即測其比重,即可得知放電量或殘余電量。由于放電時(shí)在陽極板,陰極板上所產(chǎn)生的硫酸鉛會(huì)在充電時(shí)被分解還原成硫酸,鉛及過氧化鉛,因此電池內(nèi)電解液的濃度逐漸增加,亦即電解液之比重上升,并逐漸回復(fù)到放電前的濃度,這種變化顯示出蓄電池中的活性物質(zhì)已還原到可以再度供電的狀態(tài),當(dāng)兩極的硫酸鉛被還原成原來的活性物質(zhì)時(shí),即等于充電結(jié)束,而陰極板就產(chǎn)生氫,陽極板則產(chǎn)生氧,充電到最后階段時(shí),電流幾乎都用在水的電解,因而電解液會(huì)減少,此時(shí)應(yīng)以純水補(bǔ)充之。2.2蓄電池的容量電動(dòng)車用蓄電池的容量以下列條件表示之:◎電解液比值1.280/20℃◎放電電流5小時(shí)的電流◎放電終止電壓1.70V/Cell◎放電中的電解液溫度30±2℃放電中端子電壓比放電前之無負(fù)載電壓(開路電壓低,理由如下:(1V=E-IRV-端子電壓(VI-放電電流(AE-開路電壓(VR-內(nèi)部阻抗(Ω(2放電時(shí),電解液比重下降,電壓也降低。(3放電時(shí),電池內(nèi)部阻抗即隨之增強(qiáng),完全充電時(shí)若為1倍,則當(dāng)完全放電時(shí),即會(huì)增強(qiáng)2-3倍。用于起重時(shí)電瓶電壓之所以比用于行走時(shí)的電壓低,乃是由于起重用之油壓馬達(dá)比行走用之驅(qū)動(dòng)馬達(dá)功率大,因此放電流大,則上式的IR亦變大[3]。在容量試驗(yàn)中,放電率與容量的關(guān)系如下:5HR....1.7V/cell3HR....1.65V/cell1HR....1.55V/cell嚴(yán)禁到達(dá)上述電壓時(shí)還繼續(xù)放電,放電愈深,電瓶內(nèi)溫會(huì)升高,則活性物質(zhì)劣化愈嚴(yán)重,進(jìn)而縮短蓄電池壽命。因此,堆高機(jī)無負(fù)重?fù)P升時(shí)的電池電壓若已達(dá)1.75V/cell(24cell的42V,12cell的21V,則應(yīng)停止使用,馬上充電。當(dāng)蓄電池溫度降低,則其容量亦會(huì)因以下理由而顯著減少。(A電解液不易擴(kuò)散,兩極活性物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率變慢。(B電解液之阻抗增加,電瓶電壓下降,蓄電池的5HR容量會(huì)隨蓄電池溫度下降而減少。因此:(1冬季比夏季的使用時(shí)間短。(2特別是使用于冷凍庫的蓄電池由于放電量大,而使一天的實(shí)際使用時(shí)間顯著減短。若欲延長使用時(shí)間,則在冬季或是進(jìn)入冷凍庫前,應(yīng)先提高其溫度。每日反復(fù)充放電以供使用時(shí),則電池壽命將會(huì)因放電量的深淺,而受到影響。蓄電池之電解液比重幾乎與放電量成比例。因此,根據(jù)蓄電池完全放電時(shí)的比重及10%放電時(shí)的比重,即可推算出蓄電池的放電量。測定鉛蓄電池之電解液比重為得知放電量的最佳方式。因此,定期性的測定使用后的比重,以避免過度放電,測比重的同時(shí),亦側(cè)電解液的溫度,以20℃所換算出的比重,切勿使其降到80%放電量的數(shù)值以下。內(nèi)部阻抗會(huì)因放電量增加而加大,尤其放電終點(diǎn)時(shí),阻抗最大,主要因?yàn)榉烹姷倪M(jìn)行使得極板內(nèi)產(chǎn)生電流的不良導(dǎo)體—硫酸鉛及電解液比重的下降,都導(dǎo)致內(nèi)部阻抗增強(qiáng),故放電后,務(wù)必馬上充電,若任其持續(xù)放電狀態(tài),則硫酸鉛形成安定的白色結(jié)晶后(此即文獻(xiàn)上所說的硫化現(xiàn)象,即使充電,極板的活性物質(zhì)亦無法恢復(fù)原狀,而將縮短電瓶的使用年限。白色硫酸鉛化蓄電池放電,則陰、陽極板同時(shí)產(chǎn)生硫酸鉛(PbS04,若任其持續(xù)放電,不予充電,則最后會(huì)形成安定的白色硫酸鉛結(jié)晶(即使再充電,亦難再恢復(fù)原來的活性物質(zhì)此狀態(tài)稱為白色硫化現(xiàn)象。當(dāng)電池過度放電,內(nèi)部阻抗即顯著增加,因此蓄電池溫度也會(huì)上升。放電時(shí)的溫度高,會(huì)提高充電完成時(shí)溫度,因此,將放電終了時(shí)的溫度控制在40℃以下為最理想。2.3影響鉛酸蓄電池容量的因素鉛酸蓄電池的容量是指在一定的放電條件下,可以從電池中獲得的容量,一般用安時(shí)(Ah數(shù)表示,符號(hào)為C。鉛酸蓄電池容量有理論容量、實(shí)際容量和額定容量之分。理論容量是假設(shè)電池中活性物質(zhì)放電時(shí)能夠全部參加反應(yīng),并結(jié)合電池的反應(yīng)方程式和各成份的電化學(xué)當(dāng)量數(shù)值,按照法拉第定律計(jì)算求得的;實(shí)際容量是指在一定的放電條件下電池實(shí)際放出的電量,它總是低于理論容量;額定容量是設(shè)計(jì)和生產(chǎn)電池時(shí),規(guī)定或保證電池在規(guī)定的放電條件下應(yīng)該放出的最低限度的電量。通常說影響鉛酸蓄電池容量的因素,都是指對(duì)電池實(shí)際容量的影響。因?yàn)橐坏╇姵鼗钚晕镔|(zhì)的總量確定下來,電池的理論容量就確定了,并且額定容量也是實(shí)際容量的一種反應(yīng)。因?yàn)榈舱f額定容量,都要確定放電電流值,并且也通常約定了放電的終止電壓。而如果談電池的實(shí)際放電容量,則包括的因素最為全面,不僅包含對(duì)理論容量的影響因素,甚至連對(duì)額定容量的影響因素也包含在內(nèi)了,下面著重談一下各種因素對(duì)鉛酸蓄電池實(shí)際容量的影響。影響電池容量的因素很多,大致可以分為兩類:一是生產(chǎn)工藝方面的因素,包括活性物質(zhì)量、極板厚度、活性物質(zhì)孔率、活性物質(zhì)的真實(shí)表面積、極板的中心距、活性物質(zhì)的組成;二是使用時(shí)的因素,包括放電的電流密度、放電的終止電壓、電解液的溫度和電解液的密度。1.活性物質(zhì)量的影響活性物質(zhì)量的多少是影響鉛酸蓄電池容量的主要因素,一個(gè)電池活性物質(zhì)的量確定以后,因?yàn)殡娊庖毫蛩岬牧客ǔＪ菈蛴玫?因此它的理論容量也就確定了,其他因素對(duì)容量的影響,就是對(duì)活性物質(zhì)利用率的影響了。這里需要著重說明的是通常正極和負(fù)極的活性物質(zhì)的理論容量是不一樣的,并且在任何情況下,電池的實(shí)際容量都要以電池中容量相對(duì)較小電極的實(shí)際容量為準(zhǔn),這就要看不同放電條件分別對(duì)正負(fù)極實(shí)際容量的影響程度了。一般情況下,在常溫及放電電流不太大時(shí),電池的實(shí)際容量都受正極容量的限制,在低溫及放電電流比較大時(shí),電池容量通常受負(fù)極容量控制。但是對(duì)于閥控密封型鉛酸蓄電池,由于氧復(fù)合反應(yīng)的要求,使電池在設(shè)計(jì)之初就要求電池的負(fù)極容量大于正極的容量。2.極板厚度的影響當(dāng)極板上活性物質(zhì)總量確定以后,實(shí)際反應(yīng)中,活性物質(zhì)參加反應(yīng)量的多少與極板厚度密切相關(guān)。一般說來,極板表面的活性物質(zhì)能夠直接和硫酸電解液接觸起反應(yīng),而極板深處的活性物質(zhì)就不然,以較大的電流放電時(shí),由于表層生成的硫酸鉛會(huì)堵塞活性物質(zhì)的孔隙,致使極板深層的活性物質(zhì)得不到電解液的及時(shí)補(bǔ)充而中斷反應(yīng),導(dǎo)致極板越厚,深處極板上活性物質(zhì)反應(yīng)的利用率就越少。這是因?yàn)樵诨钚晕镔|(zhì)總量相同的前提下,要么增加極板片數(shù),要么增加單極板的表面積。這兩種方式都相當(dāng)于擴(kuò)大了電解液擴(kuò)散的表面積,如果把極板變薄,則相當(dāng)于減小了擴(kuò)散的厚度。在這種情況下,不僅擴(kuò)散速度加快,濃度極化減小,而且由于反應(yīng)面積的增加,電化學(xué)極化也減小。伴隨著放電過程表現(xiàn)出來的現(xiàn)象是,電池端電壓下降的慢,電池的放電容量增加,而厚極板則是情況相反。當(dāng)然極板也不能太薄,這樣不僅會(huì)影響電池的循環(huán)壽命,電池容量的增加也不會(huì)太明顯。有研究表明:盡管極板越薄,活性物質(zhì)利用率越高,但是當(dāng)極板厚度減薄到2mm以下時(shí),再減薄極板厚度,活性物質(zhì)利用率也變化不大。也就是說,在活性物質(zhì)總量相同的前提下,薄極板的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在大電流放電情況下。3.極板孔率的影響所謂極板的孔率是指極板上活性物質(zhì)中孔的總體積與鉛膏的表觀總體積之比的百分?jǐn)?shù)?？茁蕦?duì)放電容量的影響具有兩重性,一方面孔率大了,擴(kuò)散容易,容量提高;另一方面,孔率大了,活性物質(zhì)總量就會(huì)減少,容量反而減少,并且孔率過大,還會(huì)縮短電池的壽命。因此極板孔率應(yīng)在極板生產(chǎn)時(shí)合理選擇工藝過程,并且要嚴(yán)格控制過程保障能力,以生產(chǎn)出適合不同使用條件要求的最佳孔率的極板。活性物質(zhì)的孔率決定于鉛膏的視比重及涂板時(shí)的壓板操作,鉛膏視比重小,壓板時(shí)壓力小,則孔率大,反之則孔率小。一般正極板孔率控制在55%左右,負(fù)極板控制在60%左右。需要注意的是,不僅要注意孔率,還要注意孔的大小及其分布。這是因?yàn)榛钚晕镔|(zhì)放電后,體積要增加,孔太小時(shí)很容易被堵塞而使活性物質(zhì)不能被充分利用,孔太大時(shí)又會(huì)影響活性物質(zhì)之間的連接,在閥控密封鉛酸蓄電池中,還會(huì)因影響氣體復(fù)合時(shí)的通道而影響氣體的復(fù)合效率。4.活性物質(zhì)真實(shí)表面積的影響相同活性物質(zhì)總量的極板放電容量不僅與上面提到的因素有關(guān),而且還與極板的真實(shí)表面積有關(guān)。所謂真實(shí)表面積,也就是能夠與電解液直接接觸的活性物質(zhì)的表面積,它要比按照極板幾何尺寸計(jì)算出來的面積大的多,一方面包括極板的片數(shù),另一方面還包括極板細(xì)孔的表面積。因?yàn)閷?duì)于含活性物質(zhì)的極板來說,活性物質(zhì)粒子越小,表面積就越大。并且鉛酸蓄電池活性物質(zhì)的粒子都很小,因此它們做出的極板的真實(shí)表面積要