盡管鉛蓄電池的發(fā)明原理已經(jīng)超過(guò)150年了,但直到今天人們還在廣泛應(yīng)用。今天,蓄電池的研究并沒有停滯不前。特別是伴隨著電動(dòng)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)方案的推廣以及電動(dòng)機(jī)動(dòng)化的開始,我們有理由期待蓄電池的更多新篇章。
一、蓄電池的發(fā)展
盡管鉛蓄電池的發(fā)明原理已經(jīng)超過(guò)150年了,但直到今天人們還在廣泛應(yīng)用。鉛蓄電池的主要優(yōu)點(diǎn)有:
① 良好的性價(jià)比
② 高可靠性
③ 批量生產(chǎn)
④ 易用性
今天,蓄電池的研究并沒有停滯不前。特別是伴隨著電動(dòng)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)方案的推廣以及電動(dòng)機(jī)動(dòng)化的開始,我們有理由期待蓄電池的更多新篇章。
二、蓄電池的結(jié)構(gòu)
一個(gè)12V蓄電池由六個(gè)串聯(lián)的單體電池構(gòu)成。它們安裝在由隔板分隔的殼體中。
每個(gè)蓄電池的基本模塊都是單體電池。單體電池由一個(gè)極板組構(gòu)成,它是由一個(gè)正極板組和一個(gè)負(fù)極板組組合而成的。
極板組由電極和隔板構(gòu)成。每個(gè)電極都是由一個(gè)鉛欄板和活性物質(zhì)構(gòu)成的。隔板(微孔絕緣材料)用于分離不同極性的電極。電極或極板組在充滿電時(shí)沉浸在38%濃度的硫酸溶液中(電解液)。
接線端子、單體電池和極板連接器由鉛制成。正極和負(fù)極具有不同的直徑。正極總是比負(fù)極粗。不同的直徑可以避免蓄電池連接錯(cuò)誤(防止接錯(cuò)極)。單體電池連接線穿過(guò)隔板。
蓄電池的外殼(模塊箱)由耐酸性絕緣材料制成,外面由底板固定蓄電池。上面外殼通過(guò)端蓋封閉。
通過(guò)連接線串聯(lián)連接單體電池,為車輛提供所需的電壓。始終確保一個(gè)單體電池的負(fù)極連接另一個(gè)單體電池的正極。
三、蓄電池電解液
鉛蓄電池中使用了用蒸餾水稀釋的硫酸。滿充電狀態(tài)硫酸比例約為38 %,剩下的是水。硫酸離子能夠在電極之間導(dǎo)電。
硫酸的密度隨著蓄電池充電狀態(tài)而改變,參見如下表格。
表格中的關(guān)系僅適用于無(wú)負(fù)荷的、靜態(tài)的蓄電池。充電或放電和斷開蓄電池之后必須等待至少兩小時(shí),以達(dá)到靜止?fàn)顟B(tài)。
為了防止硫酸溢出造成損壞,可以將硫酸束縛在玻璃纖維中防止蓄電池溶液在外殼損壞時(shí)流出。
四、充放電過(guò)程
1.充電
充電指的是將電能回充到蓄電池中。充電過(guò)程中將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。
一旦發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行,就會(huì)通過(guò)發(fā)電機(jī)給蓄電池充電。針對(duì)電動(dòng)汽車,12V蓄電池由高壓蓄電池充電。這樣放電時(shí)生成的硫酸鉛(PbSO4)和水(H2O)重新變成了鉛(Pb)、二氧化鉛(PbO2)和硫酸(H2SO4)。
2PbSO4 + 2H2O → PbO2 + 2H2SO4 + Pb
結(jié)果就是酸液密度增加,重新儲(chǔ)備了釋放電能所需要的化學(xué)能。
2.放電
放電指的是從蓄電池中提取電能。放電過(guò)程中將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。
有用電器與蓄電池連接時(shí),它就會(huì)放電。硫酸的比例減小,水的比例增大。正極板和負(fù)極板上都產(chǎn)生硫酸鉛(PbSO4)。
PbO2 + 2H2SO4 + Pb → 2PbSO4 + 2H2O
結(jié)果就是酸液密度減小。
五、蓄電池技術(shù)參數(shù)和術(shù)語(yǔ)
1.電池電壓
電池電壓是單電池正極板和負(fù)極板之間的電壓。它主要取決于充電狀態(tài)(酸液密度)和蓄電池溫度。鉛蓄電池的單電池額定電壓是恒定的為2V。
2.額定電壓
車輛蓄電池單電池的標(biāo)準(zhǔn)額定電壓為2V。
整個(gè)蓄電池的額定電壓由單電池的電壓乘以單電池的數(shù)量得出。
對(duì)于帶六個(gè)單電池的車輛蓄電池,標(biāo)準(zhǔn)額定電壓為 6 x 2 [V] = 12 [V]。
3.端子電壓
端子電壓是蓄電池兩個(gè)接線端子之間的電壓。
4.低溫試驗(yàn)電流
蓄電池在低溫時(shí)的起動(dòng)能力通過(guò)低溫試驗(yàn)電流表示。
低溫試驗(yàn)電流是規(guī)定的放電電流,在該電流下新充滿電的蓄電池在18 °C下,不會(huì)在規(guī)定的時(shí)間之前低于規(guī)定的電壓極限。
5.怠速和開路電壓
開路電壓是蓄電池?zé)o負(fù)荷時(shí)的電壓。
充電或放電過(guò)程后開路電壓改變。只有在某個(gè)等待時(shí)間后,極板之間硫酸濃度平衡時(shí),開路電壓才能達(dá)到最終值。這個(gè)最終值被稱為開路電壓。
六、纖維蓄電池(AGM蓄電池)
1.定義
玻璃纖維蓄電池,也稱作 AGM 蓄電池或者復(fù)合電池。用于帶自動(dòng)起停系統(tǒng)和能量回收的車輛。玻璃纖維蓄電池是硫酸被束縛在玻璃纖維(AGM)中的蓄電池。這種蓄電池類型可以從蓄電池蓋上的 AGM 字樣和全黑色蓄電池外殼識(shí)別出來(lái)。AGM 是英語(yǔ) Absorbent Glass Mat(吸附式玻璃纖維棉)的縮寫。它指的是由非常細(xì)小的網(wǎng)狀玻璃纖維構(gòu)成的具有很強(qiáng)吸水性的玻璃纖維。因此所有硫酸都被玻璃纖維吸附住。因此玻璃纖維蓄電池是防泄漏的。
蓄電池外殼仍然有可能溢出極少量的硫酸,但僅有幾毫升。
蓄電池通過(guò)蓄電池蓋封閉。單電池密封塞和排氣通道包含在蓋中。
對(duì)于充電時(shí)產(chǎn)生的氣體排放問(wèn)題,因?yàn)椴AЮw維蓄電池(AGM 蓄電池)是封閉的系統(tǒng),所以每個(gè)單電池都通過(guò)一個(gè)閥門與大氣隔開。
2.結(jié)構(gòu)特征
① 黑色蓄電池蓋,黑色外殼;
② 無(wú)酸液液位顯示;
③ 隔板在玻璃纖維中;
④ 封閉(單電池閥門帶過(guò)壓時(shí)的排氣功能);
⑤ 2-D信息欄,用于通過(guò)掃描儀快速識(shí)別。
3.優(yōu)點(diǎn)
① 免維護(hù),防漏;
② 無(wú)極板運(yùn)動(dòng);
③ 無(wú)酸液分層;
④ 使用壽命長(zhǎng);
⑤ 功率較高;
⑥ 高可靠性;
⑦ 在直至25°C的情況下確保冷起動(dòng)安全;
⑧ 設(shè)計(jì)用于非常頻繁的充放電過(guò)程。
4.缺點(diǎn)
① 造價(jià)高;
② 比濕蓄電池溫度敏感性更高。
七、蓄電池?cái)嚅_元件
蓄電池安裝在車輛發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)或行李廂內(nèi)時(shí)使用一個(gè)蓄電池?cái)嚅_元件。這個(gè)斷開元件的任務(wù)是斷開從蓄電池到起動(dòng)器和發(fā)電機(jī)的導(dǎo)線。發(fā)生事故時(shí),如果在發(fā)電機(jī)或起動(dòng)機(jī)導(dǎo)線上出現(xiàn)短路,則通過(guò)分離元件可以避免車輛起火。如果發(fā)生事故時(shí)觸發(fā)了安全氣囊,則會(huì)自動(dòng)激活蓄電池?cái)嚅_元件。車尾碰撞時(shí)隨著安全帶張緊器的觸發(fā)而激活蓄電池?cái)嚅_元件。
蓄電池?cái)嚅_元件可能使用以下部件:
蓄電池?cái)嗦芬?/p>
蓄電池?cái)嚅_繼電器
1.蓄電池?cái)嗦芬?/p>
蓄電池?cái)嗦芬魑挥诎踩铍姵囟俗又小?/p>
安全蓄電池端子總是直接固定在蓄電池正極上。
(1)起始位置
(2)引爆
蓄電池?cái)嗦芬鞯耐七M(jìn)劑引爆時(shí),膨脹的氣體推動(dòng)錐形銷沿箭頭方向離開初始位置。
(3)終端位置
錐形銷被生成的氣體推動(dòng)后,通過(guò)一個(gè)支座避免它回退。由此從蓄電池到起動(dòng)器和發(fā)電機(jī)的導(dǎo)線保持?jǐn)嚅_。
2.蓄電池?cái)嚅_繼電器
另一個(gè)可能斷開從蓄電池到起動(dòng)器和發(fā)電機(jī)的導(dǎo)線的部件是蓄電池?cái)嚅_繼電器。這個(gè)繼電器中集成了一個(gè)蓄電池主開關(guān)和一個(gè)斷開開關(guān)。
激活的蓄電池?cái)嚅_繼電器可以從觀察窗識(shí)別出來(lái)。導(dǎo)線斷開時(shí)觀察窗中不是看到銅線圈而是看到白色蓋板。
-
蓄電池
+關(guān)注
關(guān)注
20文章
1512瀏覽量
70237 -
發(fā)電機(jī)
+關(guān)注
關(guān)注
26文章
1609瀏覽量
67417
發(fā)布評(píng)論請(qǐng)先 登錄
相關(guān)推薦
評(píng)論