鉛酸蓄電池延生維護(hù)儀系統(tǒng)之蓄電池原理-文庫吧

【正文】 性物質(zhì)利用率只有 20％ ～ 30％ 。 因此 ， 采用薄型極板 ， 增加極板的多孔性 ， 可以提高活性物質(zhì)的利用率 ， 增大蓄電池的容量 。 鉛蓄電池的工作原理 蓄電池放電終了的特征是： （ 1） 單格電池電壓降到放電終止電壓； （ 2） 電解液密度降到最小許可值 。 放電終止電壓與放電電流的大小有關(guān)。放電電流越大，允許的放電時間就越短，放電終止電壓也越低。如下表所示。 C20—— 蓄電池的額定容量。 放電電流（ A） C20 3C20 放電時間 20h 10h 3h 25min 5min 單格電池終止電壓（ V） 鉛蓄電池的工作原理 3． 鉛蓄電池的充電 充電時 ， 蓄電池的正 、 負(fù)極分別與直流電源的正 、 負(fù)極相連 ， 當(dāng)充電電源的端電壓高于蓄電池的電動勢時 ， 在電場的作用下 ， 電流從蓄電池的正極流入 ， 負(fù)極流出 ， 這一過程稱為充電 。 蓄電池充電過程是電能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能的過程 。 充電時 ， 正 、 負(fù)極板上的 PbSO4還原成 PbO2和 Pb， 電解液中的 H2SO4增多 ， 密度上升 。 當(dāng)充電接近終了時 ， PbSO4已基本還原成 PbO2和 Pb， 這時 ， 過剩的充電電流將電解水 ， 使正極板附近產(chǎn)生 O2從電解液中逸出 ， 負(fù)極板附近產(chǎn)生 H2從電解液中逸出 ， 電解液液面高度降低 。 因此 ， 鉛蓄電池需要定期補充蒸餾水 。 蓄電池充足電的標(biāo)志是： （ 1） 電解液中有大量氣泡冒出 ， 呈沸騰狀態(tài)； （ 2） 電解液的密度和蓄電池的端電壓上升到規(guī)定值 ， 且在 2～ 3h內(nèi)保持不變 。 鉛蓄電池的型號 按機械工業(yè)部 JB2599－ 85《 鉛蓄電池產(chǎn)品型號編制方法 》 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，鉛蓄電池的型號分為三部分：如型號 6－ QA－ 60代表額定電壓 12V、額定容量 60Ah的起動型干荷電鉛蓄電池。 第一部分 第二部分 第三部分 串聯(lián)的單格電池數(shù) 蓄電池的類型 蓄電池的特征 蓄電池的額定容量 蓄電池的特殊性能 用阿拉伯?dāng)?shù)字表示 用大寫的漢語拼音字母表示 如： Q起動用鉛蓄電池 N內(nèi)燃機車用蓄電池 M摩托車用蓄電池 用大寫的漢語拼音字母表示 如： A干荷電鉛蓄電池 H濕荷電鉛蓄電池 W免維護(hù)鉛蓄電池 B薄型極板 無字母 普通鉛蓄電池 20h率放電率的額定容量，單位為 Ah，單位略去不寫。 用大寫的漢語拼音字母表示 如： G高起動率 D低溫性能好 S塑料槽蓄電池 蓄電池的容量及其影響因素 蓄電池的容量 蓄電池容量 C等于放電電流 If與放電時間 tf的乘積： C＝ If tf 1． 額定容量 據(jù)國標(biāo) － 91《 起動用鉛酸蓄電池技術(shù)條件 》 規(guī)定 ， 將充足電的新蓄電池 ， 在電解液溫度為 25177。 5℃ 的條件下 ， 以 20小時率的放電電流 （ 即 安培 ） 連續(xù)放電至單池平均電壓降到 ， 輸出的電量稱為蓄電池的額定容量 ， 用 C20表示 。 單位為 Ah。 例： 3Q90型蓄電池以 （ ＝ 90＝ ） 的電流連續(xù)放電至單池平均電壓降到 ， 若放電時間大于等于 20h， 則其容量 C＝ Iftf≥ 90Ah，達(dá)到了額定容量 ， 為合格產(chǎn)品；若放電時間小于 20h， 則其容量低于額定容量 ，為不合格產(chǎn)品 。 蓄電池的容量 2． 儲備容量 據(jù)國標(biāo) － 91《 起動用鉛酸蓄電池技術(shù)條件 》 規(guī)定 ， 蓄電池在 25177。 2℃ 的條件下 ， 以 25A恒流放電至單池平均電壓降到 時間 ， 稱為蓄電池的儲備容量 。 單位為分鐘 。 儲備容量表達(dá)了在汽車充電系統(tǒng)失效時，蓄電池能為照明和點火系統(tǒng)等用電設(shè)備提供 25A恒流的能力。 3． 起動容量 起動容量表征了鉛蓄電池在發(fā)動機起動時的供電能力 ， 是檢驗蓄電池質(zhì)量的重要指標(biāo)之一 。 起動容量受溫度影響很大 ， 故又分為低溫起動容量和常溫起動容量兩種 。 （ 1） 低溫起動容量：電解液在－ 18℃ 時 ， 以 3倍額定容量的電流持續(xù)放電至單格電壓下降至 1V時所放出的電量 。 持續(xù)時間應(yīng)在 。 （ 2）常溫起動容量：電解液在 30℃ 時，以 3倍額定容量的電流持續(xù)放電至單格電壓下降至 。持續(xù)時間應(yīng)在 5min以上。 1． 結(jié)構(gòu)因素 蓄電池極板的表面積越大，極板片數(shù)越多，參加反應(yīng)的活性物質(zhì)就越多，容量就越大。另外，極板越薄，活性物質(zhì)的多孔性越好，則電解液向極板內(nèi)部的滲透越容易，活性物質(zhì)利用率就越高，輸出容量也就越大。 2． 使用因素 （ 1） 放電電流 （ 2） 電解液溫度 （ 見右圖 ） （ 3） 電解液密度 適當(dāng)提高電解液的密度 ， 可加快 電解液的滲透速度 ， 提高蓄電池的電動 勢和容量 。 但電解液密度過大 ， 又將導(dǎo) 致粘度增加 ， 內(nèi)阻增大 ， 反而使蓄電池 容量降低 。 （ 1）放電電流 放電電流越大 ， 蓄電池的容量就越小 ， 如右圖所示 。 當(dāng)放電電流增大時 ， 化學(xué)反應(yīng)速度加快 ， PbSO4堵塞孔隙的速度也越快 ， 導(dǎo)致極板內(nèi)層大量的活性物質(zhì)不能參與反應(yīng) ， 蓄電池的實際輸出容量減小 。 同時，電解液密度迅速下降，導(dǎo)致蓄電池的端電壓也迅速下降，因而縮短了放電時間。因此 在實際使用中必須嚴(yán)格控制起動時間，每次起動的時間不應(yīng)超過 5s，且連續(xù)兩次起動之間的時間間隔不應(yīng)少于 15s。 蓄電池的充電 充電設(shè)備 蓄電池是直流電源 ， 必須用直流電源對其進(jìn)行充電 。 充電時 ， 充電電源的正極接蓄電池的正極 ， 充電電源的負(fù)極接蓄電池的負(fù)極 。 汽車上的充電設(shè)備是由發(fā)動機驅(qū)動的交流發(fā)電機 。 充電間多采用硅整流充電機 、 晶閘管整流充電機和智能充電機等 。 充電方法 充電方法 1． 恒壓充電 恒壓充電是指充電過程中 ， 充電電 源 電 壓 保 持 恒 定 的 充 電 方 法 。 恒壓充電的接線方法 (右上圖 ） 。 恒壓充電特性曲線 （ 右下圖 ） 。 若充電電壓過高 ， 將導(dǎo)致過充電；充電電壓過低 ， 將導(dǎo)致充電不足 。 一般單格電池充電電壓選為 。 在恒壓充電初期 ， 充電電流較大 ，4～ 5h內(nèi)即可達(dá)到額定容量的 90％ ～ 95％ ， 因而充電時間較短 ， 而且不需要照管和調(diào)整充電電流 ， 適用于補充充電 。 由于充電電流不可調(diào)節(jié) ， 所以不適用于初充電和去硫化充電 。 充電方法 2． 恒流充電 指充電電流保持恒定的充電方法 。 廣泛用于初充電 、 補充充電和去硫化充電等 。恒流充電的接線方法 （ 右上圖 ） 。 充電特性曲線 （ 右下圖 ） 。 為縮短充電時間 ， 充電過程通常分為兩個階段 。 第一階段采用較大的充電電流 ， 使蓄電池的容量得到迅速恢復(fù) ， 當(dāng)蓄電池電量基本充足 ， 單格電池電壓達(dá)到 ， 開始電解水產(chǎn)生氣泡時 ， 轉(zhuǎn)入第二階段 ， 將充電電流減小一半 ， 直到電解液密度和蓄電池端電壓達(dá)到最大值且在 2～ 3h內(nèi)不再上升 ， 蓄電池內(nèi)部劇烈冒出氣泡時為止 。 恒流充電的適應(yīng)性強 ， 可任意選擇和調(diào)整充電電流的大小 ， 有利于保持蓄電池的技術(shù)性能和延長使用壽命 ， 其缺點是充電時間長 ， 要經(jīng)常調(diào)節(jié)充電電流 。 充電方法 3． 脈沖快速充電 脈沖快速充電必須用脈沖快速充電機進(jìn)行 ， 其充電電流波形 （ 右圖 ） 。 脈沖快速充電的過程是：先用 ～ 1倍額定容量的大電流進(jìn)行恒流充電 ， 使蓄電池在短時間內(nèi)充至額定容量的 50％ ～ 60％ ， 當(dāng)單格電池電壓升至 ， 開始冒氣泡時 ， 由充電機的控制電路自動控制 ， 開始脈沖快速充電 ， 首先停止充電 25ms（ 稱為前停充 ） ， 然后再放電或反向充電，使蓄電池反向通過一個較大的脈沖電流（脈沖深度一般為充電電流的 ～ 3倍，脈沖寬度為 150～ 1000μs ），然后再停止充電 40ms（稱為后停充），以后的過程為：正脈沖充電 — 前停充 — 負(fù)脈沖瞬間放電 — 后停充 — 正脈沖充電 …… 循環(huán)進(jìn)行，直至充足電。脈沖快速充電的 優(yōu)點 是充電時間可大大縮短（新蓄電池充電僅需 5h，補充充電需 1h）。 缺點 是對蓄電池的壽命有一定的影響，并且脈沖快速充電機結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格昂貴，適用于電池集中、充電頻繁、要求應(yīng)急的場合。 充電種類 1． 初充電 指對新的或更換極板后的蓄電池進(jìn)行的第一次充電 。 其操作步驟是： （ 1） 按蓄電池制造廠的規(guī)定和本地區(qū)的氣溫條件 ， 加注一定密度的電解液（ 加注前 ， 電解液溫度不得超過 30℃ ） ， 放置 46h， 使極板浸透 ， 并調(diào)整液面高度至規(guī)定值 。 （ 2） 將蓄電池的正 、 負(fù)極分別與充電機的正 、 負(fù)極相連 。 （ 3） 采用兩階段恒流充電法充電時 ， 第一階段充電電流為額定容量的 1/15，待電解液中有氣泡冒出 、 單格電池電壓達(dá) ， 轉(zhuǎn)入第二階段 ， 將電流減小一半 ， 直至蓄電池充足電為止 。 充電過程中應(yīng)注意測量電解液的溫度 ， 當(dāng)溫度超過 40℃ 時 ， 應(yīng)將電流減半 ，如溫度繼續(xù)上升達(dá) 45℃ 時 ， 應(yīng)停止充電 ， 待冷卻至 35℃ 以下時再充電 。 （ 4） 充好電的蓄電池應(yīng)檢查電解液的密度 ， 如不符合規(guī)定 ， 應(yīng)用蒸餾水或， 并調(diào)整液面高度至規(guī)定值 。 調(diào)整后 ， 再充電 2h，直到電解液密度符合規(guī)定為止 。 不同型號鉛蓄電池的初充電電流值