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电动汽车电源系统 ----铅酸蓄电池详解
来源:本站整理  作者:佚名  2017-05-05 09:56:41

    一、铅酸蓄电池的使用与维护
    1.1铅酸蓄电池的种类
    以酸性水溶液为电解质的蓄电池称为酸蓄电池。因为酸蓄电池的电极是以铅及其氧化物为材料,所以又称为铅酸蓄电池
    铅酸蓄电池按照其工作环境可分为移动式和固定式,汽车上应用的铅酸蓄电池均为移动式;根据结构和原理不同又分为多种,常见的有干荷电式蓄电池、湿荷电式蓄电池、阀控式蓄电池、免维护蓄电池、胶体型蓄电池及水平板式蓄电池等。
    牵引用铅酸蓄电池的性能和启动用铅酸蓄电池的要求是不同的,它既要求有瞬时大电流放电的能力,又要求有持续大电流放电的能力。牵引用铅酸蓄电池有以下几个特点。
    ①单格电压高。电动汽车用铅酸蓄电池的单格额定电压可达2. 0V,开路电压为2. 1V、工作电压为1. 8~2. 0V。
    ②比功率与功率密度大,内阻小,长时间可输出大电流。
    ③性能可靠,充放电可逆性好。
    ④循环次数多,寿命长。
    ⑤结构简单,价格低廉。

    1.2铅酸蓄电池的结构
    铅酸蓄电池由正极板、负极板、隔板、电池盖、电解液、加液孔盖和电池外壳组成,如图2所示。正、负极板浸人稀硫酸电解液中形成单格电池。每个单格电池的标称电压为2V,所以6格串联起来电压为12V。

      (1)极板极板是电池的基本部件,它的作用是接收充人的电能和向外释放电能。
    极板由栅架与活性物质组成,分为正极板和负极板。正极板上的活性物质是棕红色的二氧化铅(PbO2 ),负极板上的活性物质为青灰色的海绵状纯铅(Pb)。如图3所示为蓄电池的极板结构。

      蓄电池的极板栅架如图4所示,通常由铅锑合金铸成,其作用是固结活性物质。为了减小蓄电池的内阻,改善蓄电池的启动性能,有些铅酸蓄电池使用了放射型栅架结构。

    将正、负极板各一片浸人电解液中,可以获得2V左右的电动势。为了增大蓄电池的容量,常将多片正、负极板分别并联,组成极板组,如图5所示。

    在每个单格电池中,正极板的片数要比负极板少一片.这样每片止极板均处于两片负极板之间,可以使得正极板两侧放电均匀,避免因放电不均匀造成极板拱曲。
    (2)隔板隔板放置在正、负极板之间,以避免其接触而短路。
    隔板的材料包括木质、微孔橡胶、微孔塑料、玻璃纤维纸浆、玻璃纤维丝绵及袋式隔板等。
    隔板一面平整,一面有沟槽,沟槽应面对着正极板而且与底部垂直,以便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二氧化铅脱落时能快速通过沟槽沉人容器底部。
    (3)电解液电解液是蓄电池内部发生化学反应的主要物质,它由纯净硫酸与蒸馏水按一定比例配制而成,也叫稀硫酸。蓄电池的电解液密度通常为1. 24.1. 30g/cm3。电解液的密度对蓄电池的工作有重要影响,密度大,能够减少结冰的危险并提高蓄电池的容量,但密度过大,则豁度变大,反而降低蓄电池的容量,缩短使用寿命。使用时,电解液的密度需根据地区、气候条件和制造厂家的要求而定。
    (4)外壳外壳用于盛装极板组和电解液。材料分为硬橡胶、聚丙烯塑料两种。
    蓄电池每组极板所产生的电动势大约为2V,要想获得更高的电动势,一般要使多组极板串联起来。所以,在制造蓄电池外壳时,将一个电池外壳内分成数个单格,每个单格的底部制有凸筋,用来搁置极板组。凸筋之间的空隙能够积存极板的脱落物质,防止正、负极板短路。蓄电池外壳的结构如图6所示。

    蓄电池各单格电池之间采用铅质连接条串联起来,包括传统跨越式连接、内部穿壁式连接、外露式连接三种方式,如图7所示。

    目前,蓄电池通常采用内部穿壁式或跨越式连接方式。内部穿壁式连接方式是在相邻单格电池之间的间壁上打孔使连接条穿过,将两个单格电池的极板组极柱连接在一起。跨越式连接在相邻单格电池之间的间壁上边留有黏口,连接条通过黏口跨越间壁将两个单格电池的极板组极柱连接,所有连接条都布置在整体盖的下面。
    加液孔用于向蓄电池单格内加注电解液或蒸馏水,加液孔盖上有通气小孔以确保蓄电池内部压力与大气的压力平衡。
    1.3铅酸蓄电池的型号
    电动汽车使用的蓄电池通常为牵引铅酸蓄电池,型号为X XV-X XA·h。例如24V-360A·h,前面部分表示铅酸蓄电池的标称直流电压,后面部分表示铅酸蓄电池的标称容量。

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