申博真人网铅酸蓄电池基本知识

原创 2020-05-14 22:59  阅读

  铅酸蓄电池基本知识_电力/水利_工程科技_专业资料。电动叉车用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 page- 1 - 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,申博真人网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,申博真人网,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×2.17V 3.2 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 page- 2 - 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 VSD8A Vehicle (搬运车) 管式正极板,S---普通容量 G---高容量型 表示单体壳体的高度(A:280mm,I,H,G…F:490mm) 表示正极板的块数或 GS 独特容量 特殊型号表示 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 可依据具体的要求确定。 单体额定容量 270L 以下 330L-450L 550L-560L 560L-750L 770L 以上 连接条截面 25 平 35 平 50 平 70 平 95 平 备注 4.2VHB 电池注液塞的选择标准 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V,如果电缆线m 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。 page- 3 - 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。超过或太低都说明该单体有问题。同时正负电压 与电池的温度有关,温度越高则正负电压越高。具体可参照 VHB 正负电压检测表。 ? 比重的调整 当我们得到电池的实际比重后,可依据比重调整表对电池比重调整。 (即加酸或加水,这里所指的酸是 40% 的稀硫酸,水是指纯净的去离子水或蒸馏水)一般对电池进行两次这样的调整即可得到规定的比重值。 六. 蓄电池使用与维护 6.1 电池的使用 ? 将电池的插头与充电机的插头联接上,正极接正极、负极接负极, (在电池和充电机的电缆上都粘有橡 page- 4 - 皮带,粘红色橡皮带的一端为正极,粘黑色橡皮带的一端为负极) 。错误的联结可造成瞬时的高电流, 严重损坏电池和充电机。 ? 充电过程中要注意电池电解液的温度,不能超过 45° C,否则应停止充电。待温度下降后,再充电。充电 结束后,打开注液塞盖观察其液位,如果液位降低,应进行补充加水(一定加蒸馏水或去离子水) 。 ? 充电完毕,脱开电池与充电机的插头。将蓄电池的表面用湿布擦拭干净(不能用干布或鸡毛掸子擦拭充 完电的电池,会起静电) 。 ? 蓄电池通常都很重,小心避免电池的电解液泄漏或对电池造成机械损伤。请用户使用适当的起吊设备, 一定要同时起吊电池上的四个起吊孔,否则会损坏电池。 ? ? ? 将电池放在叉车的适当位置处,保证锁紧装置安全可靠。 联接电池与叉车的插头,您将从蓄电池获得直流电源,带动叉车运动。 注意:一辆叉车通常需要二个或多个马达以适应不同的动作要求,包括:行驶(前进或后退) ,货物的 调整(货叉侧移) ,倾斜(门架前后倾斜) ,提升或放低货物,等等。这些操作可同时进行,但我们建议 两种主要的动作最好不要同时进行,如行驶、提升。当行驶和提升同时进行时,无法利用电池的所有能 量(大电流放电) 。 记住: 一个电瓶的容量将根据放电频率有所变化。 实际上瞬时放电量越大, 电瓶能够释放的储存能越少。 ? 6.2 电池的维护: 电池在充电过程中会放出氢气和氧气,当空气中氢气含量达到 4%时会产生爆炸危险,请注意排气。 维护要点: ? 放完电的电池应及时进行充电,不允许搁置超过一天。 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 电池充电时,不要对电池进行维修工作。 电池上不要放置金属工具。 充电期间不要打开加液塞盖。 电池附近严禁吸烟或一切明火。 每天充完电后;打开加液塞观察液位,液位应达到额定高度。 每个月应检查各联接部件(电缆、连接线、插头、插座等)是否紧固,是否处于最佳状态。 电池放电时,不要使用临时接线夹。 当电池处于重载工况时或以大电流放电时,检查电解液温度。电池的工作极限温度为 55° C。 保持电池的干燥与清洁,如果壳体被碰掉漆,清理后涂上防酸漆。 其他相应的安全措施详见相关的说明。 6.3 补充加水时应注意的事项: ? 一定使用蒸馏水或去离子水 ? 在充电结束时进行补充加水(若充电前加水,液位上升,充电后期电解液会翻滚溅出。 ) ? 充电期间不允许加水 ? 补充加水时要慢慢加,谨防一次加水过多会溢出。 ? 如果加水过多,导致电解液溢出会使电池: 1)电池容量减少 page- 5 - 2)各单体的电解液密度不一样 3)电池单体间的连接件、电池箱体、叉车以及其他金属件被腐蚀 ? 加水完毕,检查所有的加液塞是否盖好 ? 盛水的容器不可采用铁制容器,可选用纯铅罐、瓷制罐、陶制罐或 PVC(塑料容器) 。 6.4 长期搁置不用的电池的保存方法: 如果您购买的电池是备用电池并长期不用,最好购买干荷电池,也就是不加液的电池做为备用。如果您的电 池已加液了,而又需搁置一段时间不用,它会自放电。自放电会减少电池的容量(蓄电量) ,导致极板的硫 化,并随时间的迁移危害电池的使用寿命,因此必须考虑以下措施。 ? 如果电池长期不用,必须将其保存在干燥、阴凉的地方,每个月定期对电池进行一次补充充电,即使测 量电池的电解液密度仍很高,也应进行这一步骤。 ? ? 充电时应保证充满,直到所有的单体都冒出气体,同时电池的电压和电解液密度值保持 2 小时不变。 长期搁置的电池再使用时,应进行均衡充电,并检查电解液密度和液位。 6.5 蓄电池的主要维护手段简述 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 确保电池的清洁与干燥。 确保电缆联线干净、紧固。 只能使用蒸馏水或去离子水进行补充加水。 不要过量加液。 经常检查电解液密度与电压。 记录测量值。 不要过充电。 普通充电机应检查自动整流装置是否在正确值上。 尤其注意的是在充电后期,检查电流强度值。 确保电解液温度不超过 45° C。 每个星期进行一次均衡充电。 放电时间不超过规定时间。 放电量不超过容量的 80%,电解液比重不低于 1.14kg/l。 page- 6 -

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