本文讨论了在使用市售具有恒压特性且电流输出有限的电池充电系统的浮充电情况下，VRLA AGM和VRLA GEL电池在备用电源应用中的浮充电压特性。
待机应用中的电池需要一个足够高的充电电压，以在放电后重新充电，并在不过充电的情况下保持完全充电状态。该电压需要在不同的工作温度下进行调节，但为了简单起见，本文件假定在20oC下工作。本文件中所示的原理和总体特性可考虑适用于0oC至40oC的工作温度范围内。
施加在电池端子上的电压将导致电流流动，这将导致各个电池单元或单体电池上看到不同的电压。因此，除了施加在电池端子上的电压之外，关于浮充电压还有许多需要讨论的内容。如果所有的备用电池都是标称2V的，即所有电池单元并联连接，那么主题和特性将变得简单。然而，我们生活在一个现实世界中，2V电池通常连接在串联中，导致电池电压从典型的24V或48V电信系统到高达1000V的UPS应用。
当在20oC下运行时，VRLA AGM产品通常需要浮充电压约为2.27Vpc至2.29Vpc，而GEL产品通常在2.23Vpc至2.25Vpc之间浮充。这主要是由于电解液的比重不同。尽管数值不同，两种类型对所施加电压的总体反应是相似的。
当电池中的单元（cell）串联连接以形成电池（如上所述）时，所施加的电压将是每个单元所需电压与电池中单元数量的乘积（Vpc x n）。施加在电池端子上的电压将使电流通过所有单元或单体。在稳态的完全充电条件下，这种电流非常低，电池串中每个单元（或单体）的电压之和将等于充电器施加的总电池电压。尽管由于施加电压而产生的电流在所有单元中是相同的，但由于制造差异，每个单元或单体的电压将是不同的。当电池处于完全充电的稳定状态时，这种差异是微不足道的，但在某些情况下仍然可以观察到，并可能导致对电池状态的误解。已经表明，单个电压的“快照”不能依赖来测量充电状态。可能只有一种例外情况，那就是当单个电压非常低，低于正常完全充电浮充模式下的约2.10V时。
当电池在现场首次充电，并施加2.28Vpc x n的电压（典型的AGM电池）时，测量到的单个电压可能最低为2.12Vpc，最高为2.41Vpc。这表明了两件事：a) 由于制造公差，单个电池单元之间存在小差异；b) 它们将处于不同的充电状态。按照电池制造商推荐的初始化充电将有助于在电池投入运行之前稳定单个电压。然而，单个电压在整个电池串中达到一个合理一致的值可能需要几个星期。通常，单个电池单元电压在连续浮充3个月后，其变化将优于±0.07Vpc。即在这个例子中，约为2.21Vpc到2.34Vpc之间。取决于施加在电池端子上的实际浮充电压。见下图1，该图说明了新VRLA AGM电池中单个电池的浮充电压分布。
# 图 1
在达到稳定且完全充电的状态后，可以通过电压测量来识别可疑的低电池。例如，如果大多数电池的电压在2.21V到2.34V之间，只有少数电池的电压在这个范围之外，应进行进一步监测，以确定这些低电池是否恢复或继续有下降的浮充电压。当电池电压在这个范围内时，除了按照电池制造商的建议进行常规监测和记录浮充电压外，不需要采取特殊行动。对于单体电池，如果进行非常密切的监测，可以使用单体电池电压乘以2.21V和2.34V分别来代替。在多电池单体中，识别低容量电池更为困难。将浮充电压在一段时间内进行比较，可以显示电池是否有低容量的电池。因此，应该记录并随着时间的推移进行比较。
多次实验表明，即使是非常微小的放电也会破坏电压稳定性，使浮动电压的波动增加。这些波动会逐渐稳定，但具体时间取决于放电的深度，可能需要几周。见下图2，该图展示了可以预期的波动情况以及这些波动如何随时间减小。图2中的数值代表同一电池内单个电池的最高和最低值。
# 图2
我们知道，AGM在20oC下的正常充电电压通常在2.27Vpc到2.29Vpc之间，对于GEL产品则在2.23Vpc到2.25Vpc之间。为了减少充电时间，我们可能需要在更高的电压水平下充电。对于AGM产品，许多制造商报价为2.40Vpc，对于GEL产品则为2.45Vpc。在使用这些较高电压之前，必须理解并考虑，较高的充电电流会产生更多的热量和气体，可能需要额外的通风。使用这些较高电压的好处不仅仅是缩短了充电时间。如上所述使用较高电压将使完全充电的电流比使用正常浮充电压高约10倍。这在充电和放电后的再充电中都有益，因为它有助于更快、更高效地转化放电的活性材料。更高的电压也能使电压更加稳定，当电池恢复到正常浮充电压时，电压的波动不会很高。使用这些较高电压时，必须提供足够的通风，并且在充电完成后必须将电池恢复到正常浮充电压；否则可能会显著减少电池寿命。许多工程师建议每年在高于正常浮充电压的水平进行一次充电，以帮助稳定电池。对电池总寿命的影响很小。在2.40Vpc的电压下充电24小时，理论上可能会减少约1周的寿命。对于预期浮充寿命超过10年的优质AGM和GEL电池，每周的损失很小。
在考虑浮充或再充电的VRLA电池时，仅看电压是不够的。我们还应考虑充电电源的电流能力和特性。大多数制造商建议电池可获得的电流应至少为电池10小时安培小时的5%，即5% C10A。有些制造商建议10%，而有些则建议3%。没有足够的电流，电池可能永远无法再充电，而可能保持在平衡状态。在下一次放电时将会发生故障。曾经有过大容量电池由不足够的太阳能板充电，一年内电池就被毁坏的情况。在其中一个例子中，一个5000Ah电池配有50A（1%）的太阳能板。在故障后，系统使用了一个较小容量的电池，并设计了受控充电制度，能够将电压提高到通常的2.40Vpc，并在预设的时间段后将电池恢复到浮充状态，最小电流能力为10%C10A。为了增加预防措施，安装了一台柴油发电机和单独的充电器，以使用更高的电压每年对系统进行完全充电和重新启动。数年后，整个电池系统继续成功运行。安装了一台柴油发电机和单独的充电器，通过升高电压每年对系统进行完全充电和重新启动。几年后，整个电池系统继续成功运行。安装了一台柴油发电机和单独的充电器，通过提高电压每年对系统进行完全充电和重新启动。几年后，整个电池系统继续成功运行。
虽然电压纹波会对电池寿命产生严重影响，但现代充电设备可以轻松满足电池制造商的要求，因此在本文件中未讨论。
