2.4 浮充電
浮充電就是蓄電池與用電器并聯在充電機上,汽車的充電狀態,在恒壓充電之后,基本上是浮充電。在備用電源系統中,通常都采用這種方式,這是應用最廣泛的充電方式。
浮充電工作制度要求充電電壓有較高的精度和穩定度,充電電壓的波動值應在1%以下,這是浮充電正常工作的必要條件。
如果充電機輸出電壓不穩定,將對電池的保有容量和壽命都有很大的影響。
如果電壓升高,在中,由于r+R只有0.02~0.03Ω,所以V-ε只要有幾伏的增高,將引起充電電流有幾十安的增長。
增長的電流使電池的溫度上升,溫升使H2SO4電離度增大,內阻進一步減小,這就更加劇了電流的增大。這種惡性循環,增加了電解液的蒸發損失,也加劇了對極板的腐蝕。在機動車行駛振動的作用下,會加速電池的活性物質脫落,是十分有害的。
為避免這種情況發生,一方面要嚴格控制電池的充電電壓;另一方面,總是將電池串聯起來充電,借以使R+r及ε兩項值最大,充電電壓的波動對電流的影響也就縮小到最低程度。如充電電壓降低,則會造成過放電。這是由于充電補充的電量不能補償由于起車、停機時用電及由自放電造成的損耗。充電電壓的降低和補充電量并不是簡單的線性關系。
根據統計分析,機動車上電池的故障,有50%是由于充電方面的原因引起的,其充電方面的原因主要是電壓調整器所致。
當發電機輸出電壓下降時,在汽車駕駛室電流表上顯示充電電流近于零。由于汽車上配用的電流表只有-30、0、+30三個刻度,行駛中司機往往無法正確判斷真實充電電流而造成電池“虧電”。
正確地選定浮充電壓,取決于電池極板的厚度,極板間距,正負板柵的合金成分,正負活性物質比例,隔板的材質與結構,活性物質和電解液中添加劑的品種和數量。普通汽車電池,當正極活性物質充電至其結構存量的70%時,就開始有氧析出。為減少水耗和延長電池壽命,通常都將臨界出氣點的充電電壓值定為浮充電壓值。對密閉蓄電池,因其板柵合金是鉛鈣合金,充電時臨界用氣點電壓值較高,為2.45V,因此其浮充電壓值可適當提高,使其保有容在80%~85%為宜。
通信部門使用的固定型電池,生產廠家規定了浮充電壓。各國交換機電池浮充電壓規定值如圖2-6所示。

圖2-6 各國交換機電池浮充電壓規定值(單位:V)
從圖2-6可知,各國的規定值有一些差別,這是由于制造差別造成的。固定型電池正確的浮充電壓選取的原則是,充入的電量可以彌補自放電的損失,電池在長期充電作用下有微量氣泡產生,同時電解液的密度顯示其保有容量在90%左右。
在正確的浮充電條件下,電池會有很長的使用壽命。這是因為,在浮充電條件下,電池的能量吞吐在數量上是最低的。用電器消耗的電量基本上是由充電回路供給的,只是在短時間事故發生時,才有大電流供電,電池放出的電量又很快得到補充。電池極板上發生充放電反應的活性物質數量,通常都在1%以下,99%的活性物質平時并不參加充放電反應,只是起著“備用”的作用。往往多年才有一次全容量的深度充放電,當然也就沒有機動車電池常見的老化和脫落問題。在電廠、變電站、通信、電視衛星地站這樣的重要部門,大容量的電池都固定安裝在電源室內,浮充條件控制十分嚴格,只要保養得當,壽命最少都在15年以上。國內生產的固定型電池,實際壽命已達20年以上。