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铅酸蓄电池基本知识

一.铅酸蓄电池的基本知识1.1什么是铅酸蓄电池?以铅和酸作为化学反应物质制成的蓄电池叫做铅酸蓄电池。

它是一种直流电源,充电时将电能转变成化学能,放电时将储存的化学能转变成电能的一种装置。

1.2铅酸蓄电池的优缺点铅酸蓄电池在常用体系的蓄电池中电压最高为2.0V。

其二是它的廉价性,其三是高倍率放电性能良好,高低温性能良好可在-40—60°C的条件下工作。

易于浮充使用没有“记忆”效应等。

当然铅蓄电池也具有某些难以克服的缺点,首先是它的寿命比较短,在放电状态下长期保存会导致电极的不可逆硫酸盐化。

在某些结构的电池中由于氢的析出有爆炸的危险等。

1.3 铅酸蓄电池的分类铅酸电池具有广泛的用途按照极板的结构可分为涂膏式、管式和形成式。

按荷电状态可分为干荷电态和湿荷电态几种。

(我们公司代理的GS电池为湿荷电态,VHB为干荷电态)按电池盖和排气栓结构可分为排气式、防酸隔爆式、防酸消氢式和阀控密封式。

1.4铅酸蓄电池的一般结构构成蓄电池的主要部件是负极板、正极板、隔板、电解液、电池槽此外还有一些零件如端子、连接条、排气栓等。

1.5牵引用铅酸蓄电池的结构设计●负极板构造牵引用蓄电池的负极板比正极板多一块,一般采用格栅型设计并涂上海绵状的Pb膏即涂膏式,这样能满足电池的大负荷工作。

其板栅像铁丝网原则上与汽车蓄电池相同,但常使用厚极板,高度较高。

所以活性物质的利用率较低一般在35%左右。

●正极板构造正极板有两种类型,即管式和涂膏式。

(我司代理的GS和VHB牵引蓄电池其正极板均采用管式结构)管式正极板的结构是用一导电骨架与一模仿极平的顶部集流条和许多圆柱骨芯焊在一起构成的。

骨芯数目由极板尺寸决定,骨芯外边套有惰性玻璃纤维管套,其内部填充pbo2(pbo2在填充之前已经和H2SO4充分反应过)●管式正极板的优越性1.)在使用寿命期间活性物质保持在管中,不发生脱落。

2.)极板孔率提高,有利于活性物质利用率的提高。

3.)铅合金的骨架由于被活性物质包围,其腐蚀速率降低。

使得充放电循环达1500次以上。

而相同厚度的板栅涂膏式极板在腐蚀作用下只有800次。

●隔板作用是防止电池的正负极板接触造成短路。

我们采用聚丙烯PE材料,其韧性好,又有很好的渗透性,保证电池内部离子的有效传递。

●电解液电解液为稀硫酸,我们使用的是符合德国DIN标准的酸液,其杂质含量很小,能有效防止电池的自放电,增强电池的使用效率,延长电池使用寿命。

●单体壳体采用抗冲性能好,难以产生裂痕和破损的合成树脂制成。

●注液塞电池充电时无需打开盖子就能将气体排出(充电时产生的H2和O2),同时也防止在工作过程中电解液剧烈翻腾溅出而产生危险。

打开注液塞就可以测量电解液的比重和温度。

●电池单体间的联结电池单体之间的联结分为铅片焊接式、螺接式和插接式。

铅片焊接式技术保证电池单体间的良好联结,铅联结片外面盖有塑料盖加以保护,防止短路。

螺接式电池单体间的联结采用可绕曲的电缆连接,电缆中间是铜线,外面包有一层热塑性塑料。

拧上防松螺栓加以固定,螺栓上面的顶盖设计非常安全。

单体间的更换无需危险的焊接操作。

插接式可以和螺接式一样方便单体间的更换,但是使用时间长以后容易发生短路现象。

极柱内部铸上铜,外边再铸上铅降低电阻。

很多电池在极柱上加了一个塑料套,这样可以避免极柱过多的与硫酸接触延长电池的使用寿命。

二.铅酸电池的化学反应式以铅和酸作为化学反应物质制成的蓄电池叫做铅酸蓄电池.它的反应原理为:PbO2+Pb+2H2SO4 2PbSO4+2H2O放电时:H2SO4逐渐减少,水增多,密度下降充电时:H2SO4逐渐增多,水减少,密度增加三.牵引用铅酸电池技术参数3.1单体电压每个单体的额定电压2V,如果叉车上配用的电池是 48V,此块电池应该是由24个单体串联而成的。

每个单体的实际工作电压取决于电池的工作状况。

一般电池单体在充满电后,放置半小时接上负载后,测量电压约为2.17V左右。

(可利用定律:电压=比重+0.84算出单体的标准范围电压)整块电池的电压为单体数×2.17V3.2电池的额定容量若把电池视为一个燃油箱,它就表示为燃油箱的容积。

额定容量的定义为:在温度为30°C时,电解液的比重为1.29 kg/l,让电池恒流放电5小时到每单个电池的电压降到1.7V,电池输出电量的多少。

记为C5。

容量与极板的多少面积有关。

一般情况下只可使用80%的额定容量。

3.3工作电压工作电压也叫做闭路电压,指蓄电池接通负荷时在放电过程中所显示的电压。

蓄电池在接通负荷后,由于电阻和电位的存在工作电压将低于开路电压。

其数值与放电条件有关,高速率低温条件下工作电压将降低。

3.4放电电流正常工作时蓄电池的额定容量÷5H=放电电流3.5终止电压放电终了时所规定的端电压。

(一般规定为1.7V)长时率放电,终止电压较高,短时率放电终止电压较低。

3.6电池的能量在一定条件下蓄电池能供给电能的数量Kw.h.(即容量与电压的乘积)3.7VHB电池与GS电池的标准及型号表示1、VHB电池的标准符合DIN(德国)标准的PZS系列,其单体宽度为198mm。

符合BS (英国)标准的VBS系列,其单体宽度为158mm。

如: 4 PZS 560 L正极板的块数表示标准表示安时数表示型号: G---表示低容量型L---表示加强型H---表示高容量2、GS电池的标准符合JIS D5303 及SBA3004的标准,其单体宽度为158mm。

如搬运车)S---普通容量G---高容量型A:280mm,I,H,G…F:490mm)GS独特容量四.蓄电池组的装配通常情况下我们所指的牵引用蓄电池是由若干个单体串联而成的,它的主要部件有单体、箱体、连接条和连接螺母等。

因此我们可依据客户不同的需求来选择不同规格的箱体、单体生产出各种规格的电池组。

值得一提的是,我们公司代理的GS电池是用铅片焊接方式连接的,VHB电池则用螺接法。

4.1VHB电池连接条的选择标准依据不同型号单体额定容量的标准,我们可以选择不同截面的连接条来进行连接具体如下表,连接条的长短除VBS标准的单体的注液塞是固定的之外,其余PZS标准的单体的注液塞均需选配。

它们的选配方法是用额定容量除以单体标准的值与VHB注液塞选配表对应选配。

如4PZS560L的单体应该用560÷4=140,我们用140这个值到对照表上找到最接近的数值相对应的注液塞是77的。

4.3电缆线的选配标准对于电池、充电机电缆线的截面面积的选配,一般标准的电缆长度是3m,相当于在电缆线上产生电压降了0.5V,如果电缆线的长度不是标准的3m则应加粗电缆线。

防止电缆线太长太细,因电阻与电缆线的长度成正比,与电缆线的截面面积成反比。

VHB电缆线的粗细可参照VHB连接条的标准选择。

GS电缆线的粗细则是以额定容量来确定的。

一般的说400AH以上的选50平的,400AH以下的选35平的。

它们的长度可根据图纸或客户的要求来确定。

4.4GS液面计的安装GS液面计共有6种规格分别是S2B-1、S2B-A1、S4B-1、S4B-A1、K3B-S1、K3B-2其中S2B-1、S2B-A1是三线的,分别为红、黄、黑三种颜色。

S4B-1、S4B-A1是四线的,分别为红、黄、黑、白四种颜色。

另外K3B-S1、K3B-2也是四线的,但它只有三种颜色分别为红、黄、黑,其中黑色有两根有均为负极电源线。

它们的安装方法是将带有液面计连接线的注液塞放入靠近负极柱的第四个单体然后进行安装,黄线是液面感应器连接线,红色是正极线,黑色是负极线。

一般的说液面计的标准电压为6V,所以负极线(黑线)应连接在负极极柱上,正极线(红色)应安装在离负极极柱的第四个单体与第三个单体连接条上。

液面计显示标牌需按图纸要求进行安装。

4.5GS注液塞与连接条的选择因GS电池只有一种标准的注液塞,它的连接条也是固定的尺寸,在此不做太多的讨论。

五.蓄电池的初充电与检测调整我们工厂为了确保电池的使用寿命,对每个电池都要求加入了符合DIN标准的电解液,同时用小电流对电池进行了超过18个小时以上的初充电。

充电完毕,用比重计测量所有单体的密度,对每个单体进行电解液的重新调配。

再次充电,使电解液上下充分混合,再测量其电压、密度,直至各项标准完全达到要求,进行包装出厂。

5.1蓄电池的初充电步骤首先检查电池的外壳有无裂痕,连接条是否有松动,出气孔是否畅通。

确认液面高出极板上沿15mm,电池温度低于45°C。

然后接上充电机插头,设定充电电流、充电时间后,按下充电机启动键进行充电。

5.2怎样设定充电电流。

由于VHB是干荷电池,GS是湿荷电池,因此在计算充电电流上有一些区别,现将VHB电池的计算方法以48V5PZS560L为例,则用560÷30=18.7A其中30为充电参数,560为额定容量。

GS电池是以电气量÷充电所需时间=充电电流,在这里值得特别注意的是电气量这个概念。

电气量=理论容量×300%的积,表示容量=0.38×理论容量,表示容量就是电池的额定容量。

5.3蓄电池的检测调整步骤当蓄电池初充电完毕后,需对其进行检测(包括温度、密度、电压),并调整它们的密度。

●比重的测量在电池充满电的情况下,断开电池与充电机的连接插座打开注液塞,将比重计竖直放置,吸取一定量的电解液,眼睛水平注视液面凹处,浮标的刻度即为比重的数值,电解液的实际比重与温度有关,所以我们在检测密度的同时还应该用温度计测量电解液的温度。

●实际比重如要得到实际的比重值,则需依据VHB电池的额定温度为30°C,密度为1.29kg/l,GS电池的额定温度为20°C, 密度为1.28kg/l的标准,温度每比30°高一度,校正到30°C时比重应增加0.0007,否则应减少0.0007。

例如:45°C测比重为 1.26,比30°C高15°C,因此校正值为15×0.0007=0.01。

校正到30°C时比重为1.26+0.01=1.27kg/l。

20°C测比重为1.28,比30°C低10°C,因此校正值为10×0.0007=0.007,校正到30°C时,比重为1.28-0.007=1.273kg/l。

●检测电流在检测电池电压时充电机设定的充电电流叫检测电流,它的计算方法为:额定容量÷20=检测电流,其中20为参数。

●VHB电池正电压、负电压与温度的关系用检测电流对电池进行充电,然后用万用表测出电池单体的正电压和负电压。

一般的说单体正电压应该在2.50~2.80V之间,单体负电压应该在150~220mV之间。

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