蓄电池基础知识
汽车蓄电池重要基础知识点
汽车蓄电池重要基础知识点
汽车蓄电池是车辆电力系统中不可或缺的重要组成部分,它承担着为
车辆提供启动电流和电力供应的重要任务。
下面将介绍一些关于汽车
蓄电池的重要基础知识点。
1. 蓄电池的类型:汽车蓄电池一般分为铅酸蓄电池和锂离子电池两种
类型。
目前,大部分汽车使用的是铅酸蓄电池,它具有较高的充放电
效率和相对较低的价格,而锂离子电池则具有更高的能量密度和更长
的寿命。
2. 蓄电池的电压和容量:汽车蓄电池的标准电压为12伏特(V),但
也存在一些特殊车型使用24伏特或48伏特电压的蓄电池。
容量是指
蓄电池能够储存的电量,单位通常用安时(Ah)表示,容量越大,蓄
电池供电时间越长。
3. 充电和放电过程:当汽车发动机运转时,由发电机通过传动系统为
蓄电池充电。
同时,在车辆未运转或负载过重时,蓄电池则被用于供电,以启动发动机或为辅助电子设备提供电力。
4. 蓄电池的寿命与保养:蓄电池的寿命一般为2到5年,但实际使用
情况可能有所不同。
正确的使用和保养可以延长蓄电池的使用寿命,
包括定期检查和清洁电池终端及连接线,避免电池过度放电或过度充电,以及避免长时间停放不使用而导致电池电量耗尽。
5. 汽车蓄电池的替换:当蓄电池的性能下降到无法满足汽车需求时,
需要进行替换。
替换蓄电池时,应选择与原车型相匹配的规格和类型,并确保正确连接蓄电池的正负极。
这些是关于汽车蓄电池的一些重要基础知识点,了解这些知识可以帮
助车主正确维护和使用蓄电池,确保车辆正常运行和电力供应。
在购买、使用和保养蓄电池时,建议遵循相关的安全指南和制造商的建议。
蓄电池基础知识介绍
蓄电池及铅酸蓄电池蓄电池理论上任何两种具差异性的导电体与电解质均可以组成简单的电池铅酸蓄电池以二氧化铅为活性材料组成的正极与以海绵状铅为活性组成的负极插入稀硫酸电解液中,形成的标称电压为2V的蓄电池铅酸蓄电池作用发动机起动时,向发动机、点火系统、电子燃油喷射和其他电子设备供电当发动机没有运转或处于低速或怠速时,蓄电池可向整车用电设备供电当电气设备用电量进过整车充电系统的输出时,蓄电池可以在有限的时间内供电蓄电池可以稳定整车电气系统的电压铅酸蓄电池工作原理汽车起动及电器一般要求12V的工作电压汽车用蓄电池由6单格串联形成称电压为12V的电池24V电压可以串联2只12V蓄电池获得铅酸蓄电池工作化学原理放电当蓄电池向汽车用电器供电时,它处于放电过程化学能转化为电能充电当汽车发电机向蓄电池供电时,蓄电池处于充电过程电能转化为化学能铅酸蓄电池基本结构1端柱套6顶盖2汇流排7防爆片3电池极板(正/负极)8中间盖4外壳9极群组5密度计/电眼(选装)汽车用铅酸蓄电池的主要技术衡量指标低温起动性能寿命汽车用铅顶到蓄电池的主要技术衡量指标容量C5=0.8*C20近似对应关系RC=0.83*C201.17其它指标汽车用铅酸蓄电池的技术演变传统加水蓄电池结构特点铸造铅锑合金板栅,有加水口优劣势自放电快,易失水有酸液喷可能更多熔化的铅与空气接触制造了超过必要水平的铅排放一般免维护蓄电池结构特点铸造或铸造铅钙合金板栅,无加水口优劣势拉网或铸造设计无论金属拉得多么均匀,最终产品总是存在,而导致板栅的不一致,从而影响了产品性能的稳定性PowerFrame结构特点高速冲压锻造优劣势保留了铅自身的结构完整性——通过滚筒四次压制——增强了板栅优良的面朝久性全程电脑化的工艺降低了可变性,提高了产品的一惯性板栅少使用20%的能源,使流程更环保汽车用铅酸蓄电池产品命名规则铅酸蓄电池产品命名标准由于产地的不同,铅酸蓄电池的产品命名遵循着不同的标准。
蓄电池基础知识
5、对于使用添加电解液的蓄电池,需要定期补充电解液。在补充电解液 时,首选专用电解液,在没有电解液的情况下,可以用蒸馏水代替。但切忌使 用纯净水代替电解液,因为纯净水中含有多种微量元素,会影响蓄电池的寿 命。
6、对于使用免维护的蓄电池,需要注意蓄电池上的电眼颜色。电眼显示绿 色,代表蓄电池工作状态正常;电眼显示深色,表示蓄电池亏电,需要充电; 电眼显示白色,表示蓄电池寿命已到,需要更换。
蓄电池基础知识及保养使用
蓄电池,是将化学能直接转化成电能,并可通过可逆的化学反应实现再充 电的一种装置,汽车上俗称电瓶。
蓄电池基础知识
一、蓄电池的功能 启动电源:为起动机和点火系统提供电源,由起动机带动发动机飞轮转 动,飞轮带动曲轴-连杆-活塞产生惯性运动,配合燃油提供的动力,从而让发 动机正常工作(发动机内部的工作原理将单独讲解); 备用电源:发电机不发电或者发电量较低时,向用电设备供电; 过载保护:当发电机过载时,配合发电机同时向用电设备供电; 电能储存:发电机发电量较大,用电设备使用不完的电能,转化为蓄电池 内的化学能储存起来,也就是我们常说的“充电”。 二、铅酸蓄电池介绍 汽车蓄电池主要分为铅酸电池、镍碱电池和锂电池等。 因为铅酸电池历史悠久,使用广泛,所以本文主要介绍铅酸电池的基础知 识。 根据行业技术标准 JB/T 2599-1993 规定,蓄电池型号由三个部分组成: 第一部分,为串联的单体蓄电池数,用阿拉伯数字表示。
类型 起动用 固定型 (电力)牵引用 内燃机车用 铁路客车用 摩托车用 航标用 船舶用 阀控型 储能型
代号 Q G D N T M B C F U
蓄电池的特征分为密封式、干荷式、湿荷式、免维护、防酸式和带液式六
种。
序号 1 2 3 4 5 6
蓄电池基础知识讲解
蓄电池基础知识讲解蓄电池是一种能够将化学能转化为电能的装置。
它是广泛应用于日常生活和各种电子设备中的重要电源。
蓄电池是一种可以反复充电和放电的电池,由于其良好的性能和经济性能,正被广泛使用。
本文将从基础知识的角度,向大家详细介绍蓄电池的相关知识。
1. 蓄电池的构造蓄电池分为正极、负极和电解液三部分。
2. 蓄电池的工作原理蓄电池的工作原理是利用化学反应中的电化学变化来收集和释放电能。
通过两个反应,电化学反应将电子和离子分离并移动,形成电压和电流。
将电池连接到电路时,电子和离子开始流动,产生电流,并将能量交给负载。
3. 蓄电池的类型在工业和日常生活中,人们广泛使用的蓄电池主要有铅酸电池、锂离子电池、镍氢电池和锌锰电池等。
铅酸电池是目前使用最为广泛的电源之一,其性能比较稳定且寿命较长。
铅酸蓄电池利用铅板与电解液中的硫酸反应进行电化学反应,形成电能。
锂离子电池具有体积小、重量轻、环境污染少和使用寿命长的优点。
锂离子电池是一种高效、环保、节能的电池,已逐渐进入人们的生活和工作领域。
镍氢电池又称金属氢化物镍电池,具有能量密度大、循环寿命长的优点,是一种绿色、环保型的高能电池。
锌锰电池口感变化大,容易出现失效现象,但它具有价格低廉、使用方便等优点,是广泛应用于日常应用。
4. 蓄电池的使用与维护为了使蓄电池持久稳定地工作,蓄电池的使用与维护至关重要。
在使用过程中,应按照规定方式来充电和放电,以保证蓄电池稳定地工作和延长其寿命。
同时,应注意在电池使用过程中注意安全,确保电池的安全性和使用效果。
在日常使用中,还应注意检查电池维护,以避免因长时间不使用造成蓄电池内电解液干涸等问题。
总之,蓄电池是一种广泛应用于各种应用领域的重要电源。
通过不断地研究和改进,蓄电池的品质、性能和安全性得到了不断改善。
为了保证长期安全和高效使用,我们应按照规定的方式来操作和维护蓄电池,以满足不同应用场景的需求。
数据分析是一种数据加工和处理方法,通过收集、整理、分类和统计数据信息,揭示数据的本质特征和内在规律,从而解决实际问题,为决策提供科学依据。
蓄电池基础知识
蓄电池基础知识蓄电池是UPS电源中最关键、最昂贵、最易损坏的部件之一,它对UPS的品质有着重要的影响。
正确的使用和维护好蓄电池,是延长蓄电池的寿命,提高放电效率的关键。
下面再介绍一些铅蓄电池的小知识。
1. 铅酸蓄电池的结构及电动势的产生:铅酸蓄电池的构造:正极板(正极板上的活性物质为二氧化铅PbO2)、负极板(负极板上的活性物质为海绵状纯铅Pb)、电解液(电解液由水和硫酸[H2SO4]按一定的比例配制而成)、电池槽等.将制作好的正、负极板浸入装有电解液的电池槽中后,负板表面的铅离解产生二价的正铅离子和电子(Pb →Pb2+ + 2e),其中正二价的铅离子进入电解液中,电子留在负极板上,这样负极板和电解液之间形成电位差。
同样正极板上的二氧化铅在电解液中离解成正四价的铅离子和负氢氧根离子(PbO2 + H2O →Pb4+ + OH- ),其中负的氢氧根离子进入电解液,正4价铅离子留在正极板上,这样在正极板和电解液之间形成电位差。
由于正、负极板与电解液都有电压差,所以正、负极板之间也存在电位差。
正、负这间电压的高低与电解液的浓度有关,铅酸蓄电池的每单元电压值可用公式表示:E = 0。
8 5 + d(15℃)式中0。
85—-——表示铅酸蓄电池的电动势常数,d(15℃)———表示15℃时极板活性质物质微孔中电解液的比重。
UPS电源中常使用的铅酸蓄电池标称电压为12V,它由6个单元组成。
2。
铅酸蓄电池的放电及常用的充电方法:2.1 蓄电池的放电:蓄电池向外电路供电叫蓄电池放电,放电时,负极板上的电子通过负载流向正极,随着放电的进行,负极板的铅和硫酸反应生成硫酸铅,正极上的氧化铅和硫酸反应生成硫酸铅,随着放电的进行,蓄电池的端电压逐惭下降,当端电压下降至临界电压时,就应终止放电,否则蓄电池的寿命将大缩短甚至损坏。
临界电压是蓄电池制造商为保护蓄电池免受不正常的放电而影响蓄电池的寿命,2。
2 恒流充电:这种充电方法在整个充电过程中,流过蓄电池的电流不变,充电器输出的充电电压随蓄电池的端电压上升而上升.这种充电方法有以下特点:充电时间短,但耗能大,充电后期易产生过压充电而缩短电池使用寿命。
蓄电池开盖维修与修复技术
蓄电池开盖维修与修复技术1. 蓄电池基础知识蓄电池,这小家伙可真是我们生活中的“隐形英雄”啊!想想看,没了它,手机、车子、甚至是一些小家电都得罢工。
它的工作原理其实不复杂,简单说就是把化学能转化为电能,给我们提供动力。
不过,使用久了,难免会出现一些问题,就像人总会感冒一样。
咱们这篇文章就来聊聊蓄电池的开盖维修与修复,顺便看看怎么给它“打打气”。
1.1 蓄电池的常见问题在这之前,得先了解一下蓄电池常见的问题。
比如说,电池老是没电,或者充电慢得像蜗牛。
还有那种蓄电池膨胀,看起来像个鼓包,真让人心疼。
有些人可能就想,算了,干脆换一个吧!其实,有时候只要稍微“开盖”看看,就能搞定这些小麻烦。
1.2 如何判断是否需要开盖维修那么,咱们怎么判断蓄电池是不是需要开盖维修呢?一般来说,如果电池的外观正常,但性能下降,就可以考虑一下了。
还有,如果在充电时发热、异味,这时候就得小心了,别等到它自爆才后悔。
就像一个人发烧,没去看医生,最后可能就住院了。
因此,及时“开盖”检查,才是聪明之举!2. 开盖维修的准备工作准备工作是关键,别小看这一步。
首先,得准备好工具,扳手、螺丝刀,甚至是一个小锤子(小心使用哦!)。
然后,找一个通风良好的地方,避免吸入有害气体。
记住,安全第一,千万别像个冒失鬼一样冲动行事!然后,先把电池的负极拆掉,再拆正极,确保没有电流通过,这样才安全。
2.1 开盖的正确方式开盖的时候,首先得找到电池的密封盖,一般有几个螺丝,慢慢把它们拧下来。
别急,稳住手,像是在拆一个珍贵的宝物,心里得有点小激动。
开盖后,里面的酸液可得小心处理,不要让它溅到身上。
再就是检查内部,如果发现电极有氧化现象,赶紧用砂纸打磨干净。
2.2 修复与清理清理完之后,看看内部的电池液位,如果液位低了,可以添加蒸馏水。
加水的过程就像给植物浇水,得小心翼翼。
再检查一下电池板有没有损坏,必要时可以进行焊接修复。
不过如果你不太懂电焊,最好还是找专业人士,别让自己变成“电焊小白”。
蓄电池基础知识
蓄电池基础知识目录1. 蓄电池基础知识概述 (3)1.1 蓄电池的基本概念 (4)1.2 蓄电池的作用和分类 (5)1.3 蓄电池的历史和发展 (6)2. 蓄电池的工作原理 (7)2.1 化学电池的工作原理 (8)2.2 蓄电池的充放电过程 (10)2.3 蓄电池的能量转换 (11)3. 蓄电池的种类与特性 (12)3.1 铅酸蓄电池 (14)3.1.1 铅酸蓄电池的结构 (15)3.1.2 铅酸蓄电池的优点与缺点 (16)3.2 镍镉蓄电池 (18)3.2.1 镍镉蓄电池的结构和工作原理 (19)3.2.2 镍镉蓄电池的优缺点 (20)3.3 镍氢蓄电池 (21)3.3.1 镍氢蓄电池的结构和工作原理 (22)3.3.2 镍氢蓄电池的优缺点 (23)3.4 锂离子蓄电池 (25)3.4.1 锂离子蓄电池的结构和工作原理 (26)3.4.2 锂离子蓄电池的优缺点 (28)3.5 其他类型的蓄电池 (29)3.5.1 钠硫电池的工作原理和特性 (30)3.5.2 液流电池的工作原理和特性 (31)4. 蓄电池的选型与应用 (33)4.1 蓄电池选型依据 (34)4.2 蓄电池在电力系统中的应用 (35)4.3 蓄电池在通信系统中的应用 (36)4.4 蓄电池在交通运输中的应用 (37)4.5 蓄电池在家庭储能系统中的应用 (38)5. 蓄电池的维护与寿命管理 (40)5.1 蓄电池的充放电管理 (40)5.2 蓄电池的维护技巧 (42)5.3 蓄电池的故障诊断与排除 (43)5.4 蓄电池的更换与报废 (44)6. 蓄电池的安全与环保 (45)6.1 蓄电池的安全注意事项 (46)6.2 蓄电池的爆炸和火灾预防 (47)6.3 蓄电池的回收与环保 (48)7. 蓄电池的技术发展趋势 (49)7.1 高能量密度蓄电池的研究 (51)7.2 低成本蓄电池的开发 (52)7.3 快速充电技术的发展 (53)7.4 蓄电池回收利用技术进步 (55)1. 蓄电池基础知识概述蓄电池是一种能够将化学能转化为电能的装置,广泛应用于各种电子设备、交通工具和储能系统中。
蓄电池基础知识
锑量1.5%~2.3%。
现代汽车蓄电池采用了放射型栅架。
栅架
放设型 栅架
(1)在正、负极板间起绝缘作用。
(2)隔板有许多微孔,让电解液畅通无 阻。
2.隔板
(3)隔板一面平整,一面有沟槽,沟槽
面对着正极板,且与底部垂直。
(使充放电时,电解液能通过沟槽及时供给正 极板,当正极板上的活性物质PbO2脱落时能迅 速通过沟槽沉入容器底部。)
(3)按电池所用正、负极材料划分——
锌系列电池:如锌锰电池、锌银电池等;
镍系列电池:如镉镍电池、氢镍电池等; 铅系列电池:如铅酸电池等;
锂离子电池、锂锰电池;
二氧化锰系列电池:如锌锰电池、碱锰电池等; 空气(氧气)系列电池:如锌空电池等。
2.蓄电池的分类
(4)按电池的外形和尺寸划分——有1号电池、AA(5号)电池;AAA(7号)电 池;方形电池;圆形电池等
2.蓄电池的分类
(2)按工作性质和贮存方式划分——
燃料电池:是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发 电装置。燃料和空气分别送进燃料电池,电就被奇妙地生产出来。它从外表上 看有正负极和电解质等,像一个蓄电池,但实质上它不能“储电”而是一个 “发电厂”。 如氢氧燃料电池等;
燃料电池
2.蓄电池的分类
种化学电源,靠内部化学反应将电能
转化为化学能储存或将化学能转化为 电能向用电设备供电。属于可逆直流 电源. 放电
视频
2.蓄电池的分类
蓄电池的记忆效应???
(1)按电解液种类划分——
碱性电池:电解质主要以氢氧化钾水溶液为主的电池:如:碱
性锌锰电池(俗称碱锰电池或碱性电池)、镍镉电池,镍氢电池等;
碱性锌锰电池
池,电压大约是多少?
蓄电池直流操作电源基础知识
蓄电池的充电和放电过程,是可以循环重 复的。
蓄电池电源不受一次电网事故的影响,具有 很高的可靠性,广泛用于发电厂和变电站。
在电网事故状态下能可靠地保证继电保护与 自动装置的供电和提供事故照明,所以电力系 统中广泛应用。
蓄电池有两种:铅酸蓄电池和镉镍蓄电池。 铅酸蓄电池广泛用于大容量发电厂和变电站。
镉镍蓄电池用于小容量发电厂、变电站。
一、铅酸蓄电池的结构和工作原理
大容量发电厂和变电站采用固定式铅酸蓄 电池。 1、结构:
由正、负极板组、电容和电解液组成。正极 板表面为深褐色的二氧化铅PbO2,负极板为淡 灰 色的海绵状铅绒。
2、铅酸蓄电池的工作原理:
铅酸蓄电池是一种化学电源。
1)放电特性: 蓄电池供给外电路电流
时,叫放电。
R
A
v
+
_
正极版:
PbO2 H2 H2SO4 PbSO4 2H2O
负极板: Pb SO4 PbSO4
蓄电池放电时,正极版都变成了(PbSO4) 电 解液中的硫酸(H2SO4)逐渐减少而水份增加。 硫
酸的比重降低。在实际工作中,可根据其比重
高低作为判断蓄电池的放电程度和确定放电终
蓄电池直流操作电源基础知识
1、蓄电池的基本概念 蓄电池是储蓄电能的一种设备。能把电能
转变为化学能储存起来,使用时,再把化学能 转变为电能供给用电设备,这叫放电。变换过 程是可逆的。就电能作用,当蓄电池已完全放
Байду номын сангаас
电或部分放电后,两电极表面形成了新的化合 物,这时如果用适当的反向电流通入蓄电池, 可以使形成的新化合物重新还原为原来的物 质,这种将反向电流通入蓄电池的做法,叫充 电。
了的主要标志。 2、冲电特性:
蓄电池基础知识
蓄电池知识--基本概念一、蓄电池(一)基本定义1、电能可由多种形式的能量变化得来,其中把化学能转换成电能的装置叫化学电池,一般简称为电池,电池有原电池和蓄电池之分。
电后不能用充电的方式使内部活性物质再生的叫原电池,也称一次性电池。
3、放电后可以用充电的方式使内部活性物质再生,把电能储存为化学能,需要放电时再次把化学能转换为电能的电池,叫蓄电池,也称二次电池。
(二)、常用技术术语1、充电:蓄电池从其他直流电源获得电能叫做充电。
2、放电:蓄电池对外电路输出电能时叫做放电。
3、浮充放电:蓄电池和其他直流电源并联,对外电路输出电能叫做浮充放电。
有不间断供电要求的设备,起备用电源作用的蓄电池都处于该种放电状态。
4、电动势:外电路断开,即没有电流通过电池时在正负极间量得的电位差,叫电池的电动式。
5、端电压:电路闭合后电池正负极间的电位差叫做电池的电压或端电压6、安时容量:电池的容量单位为安时,即:电池容量Q(安时)=I放×t放I放为放电电流(安)t放为放电时间(小时)7、电量效率(安时效率):输出电量与输入电量之间的比叫做电池的电量效率,也叫作安时效率。
电量效率(%) =(Q放÷Q充)×100%=(I放×t放)÷(I充×I充)×100%Q放和Q充分别是放电和充电容量(安时8、自由放电:由于电池的局部作用造成的电池容量的消耗。
容量损失搁置之前的容量之比,叫做蓄电池的自由放电率自由放电率(%)= (Q1-Q2)÷Q1×100%Q1为搁置前放电容量(安时)Q2为搁置后放电容量(安时)9、使用寿命:蓄电池每充电、放电一次,叫做一次充放电循环,蓄电池在保持输出一定容量的情况下所能进行的充放电循环次数,叫做蓄电池的使用寿命。
二、铅酸蓄电池(一)定义铅酸蓄电池是是蓄电池的一种,主要特点是采用稀硫酸做电解液,用二氧化铅和绒状铅分别做为电池的正极和负极的一种酸性蓄电池。
3.1任务一 蓄电池基础知识
任务一 蓄电池基础知识
3.动力蓄电池技术参数 (5)能量密度(Wh/Kg) 是指电池单位体积或单位质量所释放出来的能量,通常用体积能量密度(Wh/L) 和质量能量密度(Wh/Kg)表示。
任务一 蓄电池基础知识
3.锂离子电池应用特性 (6)电池内阻 是指蓄电池在工作时,电流流过电池内部所受到的阻力。与电池的尺寸、结构、装 配等因素有关。 (7)剩余电量(SOC) 是指动力电池内部的可用电量占标称容量的比例,是电池管理系统中的一个重要监 控数据,电池管理系统根据SOC值控制电池的工作状态。
任务一 蓄电池基础知识
1.镍氢电池 镍氢电池负极采用由储氢材料作为活性物质的氢化物电极,正极采用氢氧化镍简称 镍电极,电解质为氢氧化钾水溶液。
任务一 蓄电池基础知识
1.镍氢电池 平头电池指的是电池正极是平的,没有突起,主要适用于做电池组点焊使用的电池 芯。一般同等型号尖头的电池(可以用作单体电池供电的),在高度上就多了 0.5mm,以此类推。
2.锂离子电池 (7)安全隐患 由于锂离子动力电池能量高,材料稳定性较差,容易出现安全问题。 (8)价格高 相同电压和相同容量的锂离子动力电池价格是铅酸电池的3~4倍。
任务一 蓄电池基础知识
3.动力蓄电池技术参数 (1)额定电压 额定电压又称标称电压,额定电压=单体电芯额定电压×单体电芯串联数。 (2)电芯容量(Ah) 是指动力电池所能够储存的电量,是衡量电池性能的重要指标之一。动力电池电芯 容量=单体电芯容量×单体电芯并联数量。
任务一 蓄电池基础知识
2.锂离子电池 软包锂离子电池是液态锂离子电池上套一层聚合物外壳(铝塑复合膜)。三元软包 锂离子电池容量比同等尺寸规格的钢壳锂电池高10~15%,比铝壳电池高5~10%, 而质量却比同等容量规格的更轻。
蓄电池基础知识
铅酸蓄电池的工作原理1、铅酸蓄电池电动势的产生铅酸蓄电池充电后,正极板二氧化铅(PbO2),在硫酸溶液中水分子的作用下,少量二氧化铅与水生成可离解的不稳定物质--氢氧化铅(Pb(OH)4),氢氧根离子在溶液中,铅离子(Pb4)留在正极板上,故正极板上缺少电子。
铅酸蓄电池充电后,负极板是铅(Pb),与电解液中的硫酸(H2SO4)发生反应,变成铅离子(Pb2),铅离子转移到电解液中,负极板上留下多余的两个电子(2e)。
可见,在未接通外电路时(电池开路),由于化学作用,正极板上缺少电子,负极板上多余电子,如右图所示,两极板间就产生了一定的电位差,这就是电池的电动势。
2、铅酸蓄电池放电过程的电化反应铅酸蓄电池放电时,在蓄电池的电位差作用下,负极板上的电子经负载进入正极板形成电流I。
同时在电池内部进行化学反应。
负极板上每个铅原子放出两个电子后,生成的铅离子(Pb2)与电解液中的硫酸根离子(SO4-2)反应,在极板上生成难溶的硫酸铅(PbSO4)。
正极板的铅离子(Pb4)得到来自负极的两个电子(2e)后,变成二价铅离子(Pb2),,与电解液中的硫酸根离子(SO4-2)反应,在极板上生成难溶的硫酸铅(PbSO4)。
正极板水解出的氧离子(O-2)与电解液中的氢离子(H)反应,生成稳定物质水。
电解液中存在的硫酸根离子和氢离子在电力场的作用下分别移向电池的正负极,在电池内部形成电流,整个回路形成,蓄电池向外持续放电。
放电时H2SO4浓度不断下降,正负极上的硫酸铅(PbSO4)增加,电池内阻增大(硫酸铅不导电),电解液浓度下降,电池电动势降低。
3、铅酸蓄电池充电过程的电化反应充电时,应在外接一直流电源(充电极或整流器),使正、负极板在放电后生成的物质恢复成原来的活性物质,并把外界的电能转变为化学能储存起来。
在正极板上,在外界电流的作用下,硫酸铅被离解为二价铅离子(Pb2)和硫酸根负离子(SO4-2),由于外电源不断从正极吸取电子,则正极板附近游离的二价铅离子(Pb2)不断放出两个电子来补充,变成四价铅离子(Pb4),并与水继续反应,最终在正极极板上生成二氧化铅(PbO2)。
3.1蓄电池基础知识
1.3 动力电池技术参数
(8)充放电倍率(C) 充放电倍率用来表示电池充放电时电流大小的比率,即倍率。
1.1 镍氢电池
镍氢电池(Ni-MH battery)主要应用在混合动力汽车(HEV)和 消费类电器产品两大领域,2018年HEV市场占90%以上的应用份额, 镍氢小型电池和镍氢动力电池为稀土储氢合金主要应用领域,全球稀土 储氢合金95%由中国和日本供应,中国储氢合金产量超过全球总产量 的70%。
圆柱形
方形
软包形
1.2 锂离子电池
锂离子电池结构 圆柱形锂电池分为磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂、钴锰混合、三 元材料不同体系,外壳分为钢壳和聚合物两种,不同材料体系 电池有不同的优点。目前,圆柱主要以钢壳圆柱磷酸铁锂电池 和三元材料为主,常见型号有14650、17490、18650、21700、 26650等。 圆柱形电池结构包括正极盖、安全阀、PTC元件、电流切断机构、 垫圈、正极、负极、隔离膜、壳体,内部采用螺旋绕制结构, 用一种非常精细而渗透性很强的聚乙烯、聚丙烯或聚乙烯与聚 丙烯复合的薄膜隔离材料在正、负极间间隔而成。如图3-2所示。
个字母表示负极材料,I--表示有内置的锂离子,L--表示锂金属
或锂合金电极;第二个字母表示正极材料,C--表示钴,N--表
示镍,M--表示锰,V--表示钒;第三个字母为R表示圆柱形。5
个数字,前2个数字表示直径,后3个数字表示高度,单位都为
mm。
ICR 18650电池
电池就是直径为18mm
高度为65mm的圆柱形电池
ICR21700
1.2 锂离子电池
锂离子电池型号
2)方形电池用3个字母后跟6个数字表示。3个字母,前两个
字母的意义和圆柱形一样,后一个字母为P表示为方形。6个数 字,前2个数字表示厚度,中间2个表示宽度,后面2个表示高度 (长度),单位也为mm。
蓄电池基础知识
先谈谈UPS蓄电池的选择1 蓄电池容量(Ah)的选择蓄电池容量(Ah)是指在标准环境温度下,每2V电池单体在给定时间至1.80V终止电压时,可提供的恒定电流值(A)与持续放电时间(h)的乘积。
给定持续放电时间为10h的容量称为10h率容量,用符号C10来表示。
蓄电池容量可用20h率、10h率、8h率、5h率、3h 率、1h率、0.5h率等多种方法表示,一般采用C10作为蓄电池的额定容量来标称蓄电池。
额定容量是蓄电池的主要参数,不少工程人员就认为,两种品牌相同额定容量的蓄电池可以在同一套UPS系统中替代使用。
这种观点是有偏颇的,因为两种蓄电池具有相同额定容量,只表示它们的10h放电性能一致,但在10min、30min、lh、3h等时间内可提供的恒功率值和恒电流值则可能差异较大,而UPS后备时间通常不到10h,所以UPS配用蓄电池时,考察其在后备时间内的放电性能就尤为重要。
在已知UPS主机一些基本参数和确定蓄电池品牌后,我们就可以根据这一蓄电池品牌样本资料中提供的恒功率放电数据表或恒流放电曲线,通过功率定型法或电流定型法来计算确定蓄电池的容量和型号。
(1)功率定型法这种方法比较简便,根据蓄电池恒功率放电参数表可以快速准确地选出蓄电池型号。
首先计算在后备时间内,每个2V的蓄电池至少应向UPS提供的恒功率:P=Scosφ/(ηN·K)(1)式中:S---UPS标称输出功率;cosφ---UPS输出功率因数;η---逆变器效率;N---在UPS中以12V电池计算时所需的串联电池个数,由UPS正常工作电压确定;K---系数,厂家提供的电池恒功率放电数据表,一般是以2V单元电池为计算基准的,12V/节电池相当于6个2V单元串联,此时取K=6;如果电池厂家提供的电池恒功率放电数据表是以12V单元电池为计算基准的,则K=1。
然后确定蓄电池的放电终止电压UT:UT=Umin/(N*6)(2)式中:Umin ---UPS最低工作电压我们可以在厂家提供的UT下的恒功率放电参数表中,找出等于或稍大于P的功率值,这一功率值所对应的型号即能满足UPS系统的要求。
蓄电池基础知识
蓄电池基础知识首先谈及不间断电源电池的选择1电池容量(Ah)电池容量(Ah)是指在标准环境温度下,在给定时间内,每个2V电池单元可提供的恒定电流值(H)与1.80伏终端电压的乘积。
给定的连续放电时间由数字C10表示电池容量利用率、1小时率和0.5小时率用各种方法表示,电池通常用恒定容量来表示。
据信,两个品牌的相同额定容量的电池可以在同一组中更换。
这种观点是有偏见的,这仅仅意味着它们的10h放电性能是一致的,但是在房间中可以提供的恒定功率值和恒定电流值可能有很大的不同,并且房间通常小于10h,因此电气性能特别重要。
在了解不间断电源主机的一些基本参数并确定蓄电池品牌后,我们可以根据该蓄电池品牌样本数据中提供的恒功率放电数据表或恒电流放电曲线,通过功率设定法或电流设定法计算并确定蓄电池的容量和型号。
10hXXXX年;第二个是80%深度循环充放电的次数,即在放电到额定容量的80%之后,全容量电池被完全充电的次数,以便它可以被回收。
通常,工程师和技术人员只注意前者而忽略后者80%深循环充放电时间代表电池的实际使用次数。
在低电量的情况下,即使实际使用时间没有达到标称的浮充寿命,也已经失效。
如果不能及时发现,将会带来更大的事故隐患。
因此,后者在选择蓄电池时尤为重要。
在选择和考虑足够的浮动生活津贴校准浮充寿命的准温度、实际环境温度、电池充电电压、操作和维护与许多因素有关。
当实际环境温度在规定的标准环境温度的每个升高部分使化学反应速度加倍,导致一半的漂浮寿命时,泳池室应配备空调设备。
就定义温度值而言,欧洲标准是中国、日本、美国等国家的标准。
至25℃,这仅相当于辅助电池的标称浮动寿命,该值应为我们想要的电池的实际使用寿命除以寿命系数所得的值。
当蓄电池的实际使用次数超过规定的充放电周期时,根据经验,为50% ~ 80%25℃7 ~ 8节不间断电源电池的实际使用寿命通常只有XXXX年。
如果转换寿命系数,经验通常证实经常与电源或商用电源断开,但电池经常与商用电源断开。
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降低。因此可以根据电池的开路电压估计电池的荷电状态,也可以根据电池的开路电压估计电解液的密度。
? 电池的内阻:是指电流通过电池内部受到的阻力,又叫全内阻。
? 它包括欧姆内阻和极化内阻。电池的欧姆内阻包括电极本身的电阻、电解质溶液的电阻、离子通过隔膜微孔时受到的阻力和正负极与隔离层的接触电阻等。
4.影响铅酸蓄电池寿命的因素
? 铅酸蓄电池的失效是许多因素综合的结果,既决定于极板的内在因素,诸如活性物质的组成、晶型、空隙率、极板尺寸、板栅材料和结构等;也取决于一系列外在因素,如放电电流密度、电解液浓度和温度、放电深度、维护状况和贮存时间等。下面主要介绍主要的外部因素 :
? 放电深度
? 放电深度即使用过程中放电到何程度开始停止。100%深度指放出全部容量。
? 一般合金温度在420~520℃之间,铸模的温度在140~200℃左右。
? 目前常用的板栅合金是铅锑合金和铅钙合金。
? Pb-Sb合金具有以下优点:1.抗拉强度、延展性、硬度及晶粒强化作用明显优于纯铅;2.熔点及收缩率低于纯铅,具有较好的铸造性能,即流动性、充型性好;3.与活性物质有较好的结合力,有利于电池的深充放循环;4.深充放循环时不易变形,有良好的循环寿命;5.腐蚀比纯铅均匀。存在以下缺点:1.电阻比纯铅大;2.充电时,正极板栅中的锑溶解在电解液中,进而转移电沉积在负极活性物质上,显著降低氢在负极上析出的超电势,一部分锑吸附在正极活性物质上,也降低了氧在正极析出的超电势,因此,锑的存在使水的分解电压下降,充电时水易分解,存放时增加电池的自放电;3.过充电时,逸出有毒的气体SbH3;4.正板栅的总体腐蚀速率随合金中锑含量增加而提高。
? 对于一个做好的电池来说,影响其容量的因素是放电制度,i放越大,电池放出的容量越小;随着放电温度的增高,电池放出的容量也增大;一般是V终越高,电池放出的容量越小。在这三个因素中,放电电流强度(或i放)的影响是最大的,通常用放电倍率来表示放电电流的大小。
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电池定义及基本组成
电池又叫化学电源,是一种将化学能转化为 电能的装置。 电池将化学能直接转变成低压直流电。 电池基本组成:正极活性物质、负极活性物 质、电解质、隔膜、电池外壳、端子及其它 组件。
电池的发展
自1859年普兰特(R,G,Plante)试制成功铅酸电池,1868 年法国勒克朗谢(G,lechance )制成锌锰干电池以来,化学电 源经历了100多年的发展历史,现已形成独立完整的科技与工业 体系,全世界已有1000多种不同系列和型号规格的电池产品。 化学电源已成为人民生活中应用极为广泛的方便能源。今天, 人造卫星、宇宙飞船、火车、汽车、潜艇、鱼雷、军用导弹、 火箭、飞机,哪一样都离不开电源技术的发展。电源技术的进 步,大大加速了现代移动通信、家用电器乃至儿童玩具的发展 速度。随着高新技术的发展和为了保护人类生存的环境,对新 型化学电源又提出了更高的要求。可以预言:产量大、价格低、 应用范围广的锌---锰电池,铅酸蓄电池仍将占有世界上电池的 大部分市场,并且近年来市场保持 10%的增长,而性能优越的锂 离子电池,金属氢化物 --镍电池,可充无汞碱性锌--锰电池, 燃料电池将是21世纪最受欢迎的绿色电池并挤占电池市场。随 着人民生活水平的提高和电池技术的发展,以电池为能源的电 动自行车将代替摩托车,电动汽车将逐步取代燃油汽车,新型化 学电源的时代已经到来。
电解液(稀硫酸)的作用
是在由化学能转换为电能的电化学反应中, 电离成离子,起导电作用并参与电化学反应。 从反应式可以看出,在放电过程中,电解液 中硫酸因消耗而使密度降低;在充电过程中, 电解液中硫酸因增加而使密度升高。
隔板
起隔离作用,防止正、负极板短路。它是多 孔体,能使电解液离子传导、极板顺利地进 行电化学反应,并具备较高的孔率和杂质少, 耐酸性好,抗氧化性强等条件。
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蓄电池基础知识蓄电池是UPS电源中最关键、最昂贵、最易损坏的部件之一,它对UPS的品质有着重要的影响。
正确的使用和维护好蓄电池,是延长蓄电池的寿命,提高放电效率的关键。
下面再介绍一些铅蓄电池的小知识。
1. 铅酸蓄电池的结构及电动势的产生:铅酸蓄电池的构造:正极板(正极板上的活性物质为二氧化铅PbO2)、负极板(负极板上的活性物质为海绵状纯铅Pb)、电解液(电解液由水和硫酸[H2SO4]按一定的比例配制而成)、电池槽等。
将制作好的正、负极板浸入装有电解液的电池槽中后,负板表面的铅离解产生二价的正铅离子和电子(Pb →Pb2+ + 2e),其中正二价的铅离子进入电解液中,电子留在负极板上,这样负极板和电解液之间形成电位差。
同样正极板上的二氧化铅在电解液中离解成正四价的铅离子和负氢氧根离子(PbO2 + H2O →Pb4+ + OH- ),其中负的氢氧根离子进入电解液,正4价铅离子留在正极板上,这样在正极板和电解液之间形成电位差。
由于正、负极板与电解液都有电压差,所以正、负极板之间也存在电位差。
正、负这间电压的高低与电解液的浓度有关,铅酸蓄电池的每单元电压值可用公式表示:E = + d(15℃)式中表示铅酸蓄电池的电动势常数,d(15℃)---表示15℃时极板活性质物质微孔中电解液的比重。
UPS电源中常使用的铅酸蓄电池标称电压为12V,它由6个单元组成。
2. 铅酸蓄电池的放电及常用的充电方法:蓄电池的放电:蓄电池向外电路供电叫蓄电池放电,放电时,负极板上的电子通过负载流向正极,随着放电的进行,负极板的铅和硫酸反应生成硫酸铅,正极上的氧化铅和硫酸反应生成硫酸铅,随着放电的进行,蓄电池的端电压逐惭下降,当端电压下降至临界电压时,就应终止放电,否则蓄电池的寿命将大缩短甚至损坏。
临界电压是蓄电池制造商为保护蓄电池免受不正常的放电而影响蓄电池的寿命,恒流充电:这种充电方法在整个充电过程中,流过蓄电池的电流不变,充电器输出的充电电压随蓄电池的端电压上升而上升。
这种充电方法有以下特点:充电时间短,但耗能大,充电后期易产生过压充电而缩短电池使用寿命。
目前在UPS电源中,不采用这种方法。
恒压充电充:使用这种方法充电时,整个过程中充电电压保持不变。
常用的恒压充电方式中有高压恒压充电和低压恒压充电之分。
使用高压恒压方式充电时,充电器输出的充电电压= ×蓄电池单元格个数。
这种充电方法的特点:充电时间较长,充电初期易产生过流充电而缩短电池使用寿命。
这种方法适用于加水铅酸电池,目前在UPS电源中所使用的免维护铅酸蓄电池,不能采用这种充电方法。
使用低压恒压方式充电时,充电器输出的充电电压= ×蓄电池单元格个数。
(充电电压不能超出此上限值)。
这种方法充电的特点:十分节能电能,电池温升低,电解中的水份耗损少,对电池的损伤程度低。
但充电时间较长,这种充电方法适合于免维护铅酸蓄电池,目前在UPS电源中,这种方法用得较多。
对中、小型铅酸免维护蓄电池来说,使用这种方法充电时,其充电电流一般控制在—之间。
分级充电:前面的讨论中我们知道,采用恒压充电方法时,充电初期易产生过充电,其原因是充电初期因蓄电池的端电较低,而充电器的输出电压恒定不变,所以易产生过流充电而损坏电池。
为克服这一问题,在分级限流充电方法中,充电时分两级充电,当蓄电池(以12V铅酸免维护蓄电池为例)端电压下降到12V以下时,充电器在CPU(或充电专用IC)的控制下自动将输出电压调到12V,当蓄电池的端电压上升接近12V时,充电器自动将输出电压上调到,这样既保证了快速充电,又避免了过流充电。
脉冲充电:这种充电方法是一种较为新型的充电方法。
充电器输出的充电电压是直流脉冲。
这种充电方法充电速度很快,十分节能,对电池损伤程度很低。
具有脉冲充电和分级充电功能的充电器,其技术含量较高,目前多数UPS电源都不具有这种功能。
山特公司在线式UPS采用:低压恒压、限流、浮充法充电;N系列采用CPU 的控制下脉冲、低压、分级法充电。
3. 蓄电池的放电特性:蓄电池的容量表示:在蓄电池的外壳上,我们可以看到符号:12V 6AH/20HR。
其中12V表示蓄电池的标称电压,20HR表示放电速率,6AH表示蓄电池的容量,这一容量是以20小时的速率的条件下进行放电,一直放到蓄电池的临界电压(用放电时其临界电压为时,放电电流*时间的总数,即电池容量(AH) = 放电电流(A) ×持续时间(H)。
目前市面上一般铅酸密封式免维护铅酸电池(SLA)所标示的AH数是定在20小时率(即放电电流为), 若放电电流增大,则蓄电池所释放出的容量亦将随之降低。
在描述电池放电特性时,常用C来表示放电速率,1C放电速率,表示蓄电池放电电流以等于该蓄电池的额定容量安时数。
例如,100安时的蓄电池,若以的速率放电,其放电电流为*100=50A。
影响蓄电池供电时间的因素:影响蓄电池供电时间(即蓄电池实际可供使用的容量)的因素较多,其中负载量大小(即放电电流大小)和蓄电池放电时的温度高低对蓄电池供电时间有着十分明显的影响。
下面我们稍作讨论。
3.2.1 蓄电池放电电流大小对蓄电池供电时间的影响。
从上表我们可以看出,同一蓄电池以不同大小的电流恒流放电时,蓄电池实际释放的容量并不是怛定。
为说明蓄电池放电电流大小对蓄电池实际可供释放的容量的影响,下表提供一组24AH蓄电池,25℃实验数据供参考。
放电电流(A)放电时间实际释放容量实际可供利用率0.4C 1.9小时17.6AH73.3%1C20分钟8AH33.3%2C10分钟8AH33.3%7C20秒0.93AH4%上表中的放电时间是当蓄电池以规定的电流进行恒流放电时,蓄电池的端电压下降到它所允许的监界电压时所经过的时间,实际利用率用(实际释放容量/额定容量)来表示。
从上表的数据中可以看出,蓄电池放电电流越大,其实际可供利用率就越低,为了提高蓄电池实际可供利用率,对中小型铅酸免维护蓄电池而言,其最大放电电流应控制在3 CA以下。
3.2.2 蓄电池工作时温度高低对蓄电池供电时间的影响:不同温度不同放电电流与蓄电池实际释放容量特性曲线。
从上图可以看出,同一条件下,蓄电池释放的容量随温度升高而上升。
但蓄电池长期工作在40度以上的环境中其寿命会大大缩短。
4. 蓄电池使用寿命:蓄电池的寿命是衡量蓄电池质量的重要参数,寿命和长短受蓄电池的种类、放电深度、充电方式、环境温度、电池维护等因素的影响。
蓄电池的寿命一般有循环寿命和涓流寿命之分。
循环寿命:指蓄电池的充、放电循环寿命,充满电的蓄电池放电至临界电压后,再从重充满电算一次循环。
一般说来,质量较好的小型铅酸蓄电池,其循环寿命不少于200次,在蓄电池制造商推荐的条件下使用,其循环寿命可达400次。
中型蓄电池为小型蓄电池的2倍左右。
涓流寿命:指蓄电池放时,并不放电至临界电压,只释放出部分容量,然后再充电,涓流寿命受放电深度影响很大,一般说来,质量较好的小型铅酸蓄电池,在蓄电池制造商推荐的条件下使用,其涓流寿命为600 —1000次,中型蓄电池在1200次以上。
不当的使用将使电池的寿命大大缩短, 如:过量放电、突然的大电流放电、大电流充电、过量充电、在过高或过低温度的环境中使用等。
电池不能过度放电,否则极易影响电池的使用年限,所以UPS均设有电池低电压保护,当电池放电至低电压设定点时将会自动停机。
较值得注意的是过。
过度放电常是人为疏忽所致,如过度轻载情况下长时间放电。
UPS因电池电压低过而自动关机后操作人员再开机使作等。
5. UPS后备时间(蓄电池放电时间)的计算。
计算蓄电池的放电时间时,先要计算出蓄电池最大放电电流,然后在蓄电池制造商提供的放电特性曲线图上查找放电时间。
蓄电池的最大放电电流I = (P*COSθ) / (η* Ei) 式中P表示UPS标称输出功率,COSθ表示负载功率因素(一般为,η表示逆变器的效率(一般取,Ei表示UPS中蓄电池放电临界电压。
6. 蓄电池的安装。
在UPS电源中,安装长效机的蓄电池时应尽量注意以下几个点:安装前,应先测量蓄电池的开路电压,以12V电池为例,若开路电压在以下时,在使用UPS前,必须先充电。
当蓄电池的开路电压低于时,则表示蓄电池现有容量约为额定容量的20% ,此时应立即对蓄电池进行充电,待蓄电池端电压长至后,断开蓄电池与充电器的连线,静置1小时,再测量蓄电池的开路电压,若电压降至以下,表示此蓄电池有可能已损坏,此时可用测定容量方法来进一步判定其好坏(参考8)。
电池应安装在清洁、阴凉通风及干燥的地方, 使电池免受阳光、加热器或其它热辐射源影响。
正常工作中,蓄电池应正立放置,少数品牌可接受横置, 但一般都不允许倾斜某个角度放置,更不能倒置。
蓄电池和蓄电池之间的跳线、电池箱和UPS这间的联线要尽量短而粗,端子和跳线的连接要牢靠。
7. ★蓄电池的维护:蓄电池是UPS设备中造价最贵的元件之一,使用和维护不当时易损坏。
所以正确的使用和维护尤为重要。
下面介绍一些简单的维护方法。
蓄电池使用一年后要定期(4—6个月)检查电池(组)中各单个电池的端电压,蓄电池组中若单个电池间端电压相差以上时就需进行特别的维护(一般可用均衡衡压限流充电或更换电池)。
蓄电池(组)尽量避免在过高或过低温度的环境中使用,一般应要求在0-30℃的环境中使用,温度过高蓄电池的寿命将大大缩短,一般说来,环境温度达到40℃后,每上升10℃,蓄电池寿命比正常情况下的寿命缩短一半左右。
温度过低,蓄电池实际可释放的容量将大大减少。
电池可供使用的容量与环境温度密切相关,下表可供参考。
储存蓄电池或UPS长期不使用时,每隔一段时间须充电一次,否则蓄电池有可能因自放电过深而损坏。
充电间隔时间与蓄电池所处的环境温度有关,下表提供组数据供参考。
若将蓄电池置于50℃的环境下,在个内不给电池做任何操作,极可能导致蓄电池永久性损坏。
充电时,用UPS的充电器对蓄电池组充电4小时左右即可。
UPS长期处于市电供电而很少断电时(即长时间没有让蓄电池供电),要定期给蓄电池充放电一次。
用户可间隔10个月左右,让UPS带额定负载量的60%以上放电至UPS自动关机后,再给蓄电池充满电即可。
蓄电池深度放电时对电池的寿命有很大的影响,在非不得已的情况下应尽量避免蓄电池深度放电。
尤其要避免让UPS在过度轻载的条件下(蓄电池放电放电电流小于长时间的运行。
若让UPS在电池模式下过度轻载运行至UPS自动关机,一般说来,电池会因放电深度过深而提早损坏。
下表提供一组蓄电池放电深度与使用寿命的数据供参考。
UPS电源中的充电器,是专门为免维护蓄电池充电而设计的,充电过程中,它输出的电压高低、电流大小,输出的波形等参数都有严格的要求,它对蓄电池有着良好的保护作用,所以用户不要随意加装充电器或随意改用其他类型充电器。