動(dòng)力電池充電器設(shè)計(jì)（plc控制）【文獻(xiàn)綜述】 (2)

1、<p><b>　　文獻(xiàn)綜述</b></p><p>　　動(dòng)力電池充電器設(shè)計(jì)（PLC控制）</p><p>　　摘要：現(xiàn)代生活離不開電池充電器，它運(yùn)用廣泛，小可以到動(dòng)汽車，大到可以運(yùn)用到潛艇，魚雷。電動(dòng)汽車的發(fā)展還有很多問題需要解決，電池及其充電即使就是其中的關(guān)鍵。如何設(shè)計(jì)一種使用方便，充電速度快，運(yùn)行高效的充電裝置已是人們迫切關(guān)注的東西，既能提高能量利用效

2、率，加快充電速度又不影響鉛酸電池的使用壽命的新型充電技術(shù)的研究是以后的研究方向。 </p><p>　　關(guān)鍵詞： 鉛酸電池歷史 動(dòng)力電池工作原理 充電池設(shè)計(jì) 板柵</p><p>　　1 鉛酸電池的發(fā)展歷史</p><p>　　自1860年普蘭特（Plante）用腐蝕的鉛箔形成活性物質(zhì)，首次實(shí)現(xiàn)了使用的鉛蓄電池以來已有150年歷史。在這期間雖然有不斷地新體系涌現(xiàn)

3、諸如鐵-鎳蓄電池等，但由于鉛酸電池具有價(jià)格低廉，放電性能良好，利用率高等特點(diǎn)，至今在產(chǎn)量上任然是占領(lǐng)導(dǎo)地位。</p><p>　　到20世紀(jì)初，鉛酸電池經(jīng)歷了愈多重大的改進(jìn)，提高了能量密度，循環(huán)壽命高倍率放電等性能，然而，開口式鉛酸電池主要有2個(gè)缺點(diǎn)：一是充電末期水會(huì)分解位氫氧氣體析出，需常加酸加水，維護(hù)工作繁忙。二是氣體溢出是攜帶酸霧，腐蝕周圍設(shè)備，并污染環(huán)境，限制電池的使用。近二十年來，為了解決以上的而個(gè)問題

4、，世界各國開發(fā)密封是鉛蓄電池，希望實(shí)現(xiàn)電池的密封，活的干凈的綠色能源【2】。</p><p>　　1991年，針對(duì)以前的問題，電池專家和生產(chǎn)廠家的技術(shù)元紛紛發(fā)表文章提出多冊和看法，其中Dr Darid Feder提出用測電導(dǎo)的方法對(duì)VRLA電池進(jìn)行監(jiān)測I.c.Bearinger 從技術(shù)方面評(píng)述VRLA電池的先進(jìn)性。</p><p>　　1992年．世界上VRLA電池用量在歐洲和美洲都大幅度

5、增加，在亞洲國家電信部門提倡全部采用VRLA電池；1996年VRL電池基本取代傳統(tǒng)的富夜電池，VRLA已經(jīng)得到了廣大用戶的認(rèn)可。</p><p>　　2 鉛酸電池的工作原理</p><p>　　雖然鉛酸電池經(jīng)歷了100多年的發(fā)展，但其工作原理基本上沒有什么變化，他的正常充放電方程式為; Pb+PbO2+H2SO4==2PbSO4+2H2O,以上鉛酸電池的充放電化學(xué)方程式為理想化的原理方程

6、式，似乎只要不受機(jī)械損傷，一直鉛酸電池就可以無休止的使用下去，完成充放電過程。當(dāng)上述方程式由左向右進(jìn)行時(shí)，式鉛酸電池的放電過程，當(dāng)上述電化學(xué)反應(yīng)方程式由右向左進(jìn)行時(shí)，是鉛酸電池的充電過程。其他的鉛酸電池的工作原理基本上是沿襲傳統(tǒng)的鉛酸電池[1]。文獻(xiàn)[2]對(duì)鉛酸電池的工作原理則有更加詳細(xì)的介紹，分為鉛酸電池?zé)崃W(xué)基礎(chǔ)，其中包含電池成流反應(yīng)，電動(dòng)勢和開路電壓，熱效應(yīng)，電化當(dāng)量和電池容量。令一部分這是鉛酸電池的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)，其中包含極化雨過電

7、位（超電勢），電極反應(yīng)過程的特征，電化學(xué)反應(yīng)的基本動(dòng)力學(xué)參數(shù)，濃差極化，鉛酸電池的動(dòng)力學(xué)特性。</p><p>　　3 板柵的合金組成、結(jié)構(gòu)及形狀</p><p>　　3.1 板柵的合金組成</p><p>　　為解決早期容量損失、延長深循環(huán)壽命等問題，應(yīng)選擇合適的板柵合金，改善板柵在電池工作期間所形成的陽極膜的組成和性質(zhì)，使其具有良好的導(dǎo)電性和穩(wěn)定性，也是閥控

8、鉛酸電池能否作為深循環(huán)動(dòng)力型實(shí)用能源的關(guān)鍵。用于鉛酸電池的板柵合金應(yīng)具有良好的機(jī)械強(qiáng)度、導(dǎo)電能力強(qiáng)、可鑄造性和優(yōu)良的可焊接性能。目前使用的Pb2Sb合金具有“不可密封性”，使用改進(jìn)的Pb2Ca2Sn2Al具有“不可深循環(huán)性”，在合金中添加一些添加劑可消除合金銻的缺點(diǎn)而保留其優(yōu)點(diǎn)，增加其蠕變阻力和腐蝕阻抗。尤其在選擇密封面維護(hù)蓄電池和閥控鉛酸電池的板柵是，應(yīng)考慮盡量減少氣體產(chǎn)生和抑制板柵的自放電，在負(fù)極板柵的合金中加入降低氫的過電位添加劑

9、，以降低析出氫的量，同時(shí)對(duì)于正極應(yīng)考慮提高氧的過電位，以降低析出氧氣的量。</p><p>　　3.2 板柵的結(jié)構(gòu)及形狀</p><p>　　要求板柵能容納一定質(zhì)量的活性物，同時(shí)在電流通過時(shí)電壓降的損失小，板柵的主要部分為：周邊框，極耳，板腳，垂直筋與垂直筋相交的水平筋，合理的設(shè)計(jì)應(yīng)為豎向垂直筋的橫截面積大，以減小電壓降，橫筋條的分布上密下疏，截面積應(yīng)豎粗橫細(xì)，才有利于活性物質(zhì)的充分利用

10、，因此板柵結(jié)構(gòu)有多方面的改進(jìn)。</p><p>　　目前使用結(jié)構(gòu)較多的是輻射形筋條與中間極耳相結(jié)構(gòu)型。可根據(jù)具體情況選擇不同形狀的板柵。板柵的厚度是很重要的，因?yàn)樵谝欢ǖ碾娏髅芏认?，活性物質(zhì)從表面到內(nèi)部的反應(yīng)深度即滲透度是一個(gè)常數(shù)，極板的厚度恰好相當(dāng)于2倍的極板滲透深度，是活性物質(zhì)利用率很高，電池的比能量也較高，單循環(huán)壽命降低，選擇最佳的板極厚度能使電池打到比能量與循環(huán)壽命的最佳平衡【9】。</p>

11、<p><b>　　4 充電器的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　新的鉛酸電池在投入使用之前，必須進(jìn)行初充電，一般充電方法和初充電一樣先恒流后恒壓。充電器的設(shè)計(jì)必須滿足一下要求：</p><p>　　安全性：由于充電電壓為24V，雖然電壓不是太高，也應(yīng)注意安全。</p><p>　　均衡性：對(duì)于電池組充電，要求每一節(jié)單體電池都達(dá)到

12、或基本達(dá)到慢荷狀態(tài)，不良的充電方式很容易破壞電池組的均衡性，均衡性的破壞又會(huì)導(dǎo)致安全性隱患。</p><p>　　可靠性：在反復(fù)地充電過程中，不論外界條件如何變化，在各種可能的干擾噪聲以及電池組的不一致性的影響下，充放電保護(hù)裝置均能夠保持正確的工作狀態(tài)。</p><p>　　經(jīng)濟(jì)性：作為實(shí)用的民用產(chǎn)品，要考慮經(jīng)濟(jì)性是否合理。如果單純?yōu)榱藵M足前三項(xiàng)要求而不計(jì)成本，這樣的產(chǎn)市場品是沒有前景的。

13、目前市面上各種鉛酸電池都不能同時(shí)滿足上面四項(xiàng)要求。</p><p>　　結(jié)束語：動(dòng)力電池系統(tǒng)是一個(gè)集物理、化學(xué)、機(jī)械、電工多門科學(xué)和知識(shí)于一體的綜合復(fù)雜體系，只有進(jìn)行科學(xué)、合理的設(shè)計(jì)才能生產(chǎn)出高性能、低成本滿足各方面性能要求的產(chǎn)品。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]  周志敏，周紀(jì)海.充電器電路

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