电气设备电池入门指南，第一部分：传统技术

编者按：以下内容由位于宾夕法尼亚州雷丁市的电池制造商EnerSys独家提供给《电力进展》杂志，并经过篇幅和风格方面的编辑。这是EnerSys关于了解电动设备和车辆电池技术的三篇系列文章之一。

自200多年前获得专利以来，内燃机（ICE）一直是可靠的动力来源。然而，由于排放法规的强制规定、燃油价格的波动、高昂的发动机维护成本，甚至排放对健康的危害，内燃机正受到越来越多的审视。因此，许多原始设备制造商（OEM）越来越多地采用电池电动（BE）技术来制造叉车和地面清洁设备等设备。

过去十年间，市场上的电池选择不断增加，以满足工业设备的各种应用需求，从传统的铅酸电池到更先进的选择，例如锂离子电池和薄板铅酸电池。

为了优化车队性能，原始设备制造商 (OEM) 和设备管理人员在选择合适的电池之前，需要考虑应用的所有方面。这些考虑因素包括功率需求、设备使用寿命、设备租赁合同条款以及维护和备用电池存储的空间限制。

本系列文章共三篇，第一篇将探讨不同的电池技术及其应用，重点介绍传统的富液式铅酸电池。这种电池技术成熟可靠，至今仍广泛应用于各种工业车辆和设备。虽然其性能存在一定的局限性，但对于许多车队而言，它仍然是一个不错的选择。

铅酸简介

传统的富液式铅酸蓄电池由浸泡在液态电解液中的铅板组成。它们最初于19世纪末用于火车车厢的照明。如今，它们已成为公路车辆（如汽车、卡车和摩托车）发动机启动的标准选择。

EnerSys Ironclad 富液式铅酸蓄电池专为各种物料搬运应用而设计。（图片：Enersys）

不久之后，各公司开始测试电池作为工业车辆的主要动力来源，到 1906 年，宾夕法尼亚铁路公司推出了第一批电池驱动的站台货车，用于在火车站搬运行李。

20世纪90年代，随着铅酸蓄电池价格下降、供应更加充足，许多大型叉车制造商推出了用于室内物料搬运的新型电池驱动叉车。这些电池也常用于驱动地面清洁设备和多用途车辆，例如电动车、牵引车和搬运车。

成熟的技术

传统的富液式铅酸蓄电池因其技术成熟可靠，是工业设备的热门选择。此外，它们的成本也低于其他类型的电池，并且众多电池制造商都能提供现货供应。

市面上有各种各样的富液式铅酸蓄电池，每种蓄电池都提供不同的电压、功率输出和容量，以满足特定的应用需求。

虽然这些电池非常可靠，但它们也存在一些缺点，例如能量存储密度有限，这使得它们更适合轻型应用。

功率密度

与其他电池技术相比，富液式铅酸电池的充电速度较慢。对于工业设备和叉车应用，其设计充电至电量约 20% 时，需要 10 至 16 小时才能完全充满电并冷却。

对于无法承受充电停机时间的重型应用，可以在换班间隙更换电池。然而，这是一个耗时的过程，需要购买和储存额外的电池。

更多维护

与更先进的电池技术相比，液态铅酸蓄电池通常需要更高的维护水平。例如，必须每周加水至适当的液位。加水过多或过少都会造成损坏并缩短电池寿命。

此外，必须定期使用高于推荐电压的充电电压进行均衡充电。这可以去除随着时间推移而积聚的硫酸盐晶体。均衡充电不足会导致晶体积聚，从而降低电池容量。

由于这种维护可能会导致较长的停机时间，许多用户选择保留并维护备用电池。

快速充电选项

快速充电式铅酸蓄电池于 20 世纪 70 年代问世，成为重型设备的首选解决方案。它们采用与传统铅酸蓄电池相同的技术，但使用升级的电池间连接器和其他组件，从而实现更快、更高效的充电。

EnerSys Express 富液式铅酸蓄电池专为快速充电而设计。（图片：EnerSys）

快速充电电池的初始成本通常比传统电池略高。它们与快速充电器搭配使用时效果最佳，而快速充电器的价格也比标准充电器略高。

然而，快速充电电池允许用户利用工作休息和其他停顿时间进行充电，从而最大限度地减少传统铅酸电池所需的长时间充电。

由于快充电池的使用强度更高，因此正确的维护保养更为重要。例如，它们仍然需要均衡充电和加水。此外，它们的能量密度较低，因此更适合中等强度的应用场景。

快速充电电池的平均寿命为2-4年，具体取决于使用频率和维护保养情况。相比之下，传统的富液式铅酸电池的典型使用寿命为3-6年，同样取决于使用情况和维护保养。

本系列文章的第二部分将讨论更先进的电池技术。