五部门关于开展2024年新能源汽车下乡活动的通知
串联蓄电池组抽头供电问题的研究
串联蓄电池组抽头供电问题的研究 摘要:本文以一个错误的设计方案为例,深入分析铅酸蓄电池的充放电、极化以及极化电压的动态变化,推导出对不均衡电量的串联蓄电池组充电是无效的,并给出正
摘要:本文以一个错误的设计方案为例,深入分析铅酸蓄电池的充放电、极化以及极化电压的动态变化,推导出对不均衡电量的串联蓄电池组充电是无效的,并给出正确的设计方案。
1.引言
应急指挥通信车装载多种类的通信设备,如短波、超短波、集群车台,这些负载多为12V电源供电。为了满足这类设备动中通的要求,设计人员有时会直接使用汽车的蓄电池给设备供电。如果原车蓄电池为单节12V电压,可直接取电;若原车由两节24V电池组提供启动电压,在工程实施过程中,一般采用中间抽头,取后节电池提供设备电源。
2.实例简述
某机动指挥通信系统装载有常规的集群电台,机动车发动机启动电池为两节电池串联,电压为直流24V,设计人员为了实现车辆行进中的集群通信,对两节电池组中间抽头,采用了后节电池给集群电台提供电源。系统供电拓扑图如图1所示。
该机动车使用了一段时间后,汽车不能点火启动,经检查,前节电池开路电压12.6V,后节电池电压只有11V,使用过程中,汽车发动机是一直运转的,原车发电机对两节电池一直充电,为什么后节电池电压过低?为了查出原因,下面对铅酸蓄电池的充放电和极化过程进行深入分析。
3.铅酸蓄电池的结构简单介绍
铅酸蓄电池一般由六个单元格组成,每个单元格由阳极板、阴极板、隔板和稀硫酸电解液组成;单元格串联输出12.6V电压,耐酸、耐热、耐震的硬橡胶或塑料壳体作为电池的外结构。
极板以铅锑合金为骨架,涂一层松软的铅膏,化学处理后,阳极外层生成活性物质过氧化铅(PbO2),阴极外层生成活性物质铅(Pb)。隔板有玻璃纤维隔板、微孔橡胶隔板以及塑料维隔板,其作用使正负极板绝缘,而电解液中的带电离子可以自由通过。
4.铅酸蓄电池的放电过程
铅酸蓄电池放电是一个比较复杂的电化学反应过程。
阴极反应:阴极板外层的活性物质铅在稀硫酸中发生氧化作用。反应方程式如下:
由于反应时极板产生的2价铅,排斥溶液中的氢离子,阴极附近尽管有多余的氢离子,但不会从本极板上吸收电子,析出氢气;由于反应的产物不能从反应点移出,从而阻止了反应持续不断的进行,所以电池开路时,阴极反应是动态平衡的可逆反应。
阳极反应:在没有外电荷作用下,少量氧化铅与水发生作用,其过程也是动态平衡的可逆反应。反应方程式如下:
当电池开路时,阳极只有少量带正电的4价铅,同时附近的溶液中含有氢氧根离子,而阴极有多余的自由电子,两极板以及电解液形成双电层,产生电势差,如图2所示。蓄电池由六个单元格串联,于是形成了蓄电池开路电压,即蓄电池的电源电动势ES.
当用导线和负载将两极板连接时,在电场的作用下,阴极多余的自由电子向阳极定向移动,形成外部电流,阳极铅离子捕获2个自由电子,被还原后与硫酸反应生成难溶解的硫酸铅,可逆反应式-2的动态平衡被破坏,持续向正向进行。同时,阴极附近的氢离子与阳极附近的氢氧根离子相互吸引,形成内部电流,相互作用后生成水;由于阴极反应产物(多余的自由电子)消耗到阳极反应,可逆反应式-1动态平衡也被破坏,反应式-1将持续进行。反应方程式如下:
-
铅酸蓄电池活性物质脱落的现象及原因2016-06-15
-
影响基站蓄电池寿命4大原因2016-06-15
-
蓄电池容量的确定方法2016-06-15
-
蓄电池的类型选择2016-06-15
-
LEM蓄电池在线监测必要性及方案2016-06-15
-
基于VRLA 蓄电池在光伏发电系统中的研究与应用2016-06-15
-
蓄电池人工检测与在线监测的技术比较2016-06-15
-
基于AD630实现蓄电池内阻在线测量2016-06-15
-
嵌入式技术在电流传感器蓄电池中的应用2016-06-15
-
蓄电池在线监测技术的解析2016-06-15
-
手机用锂离子蓄电池智能测试方法的研究2016-06-15
-
UPS蓄电池常用维护技巧2016-06-15
-
铅酸蓄电池智能充电器原理与维修方法2016-06-15
-
基于超级电容-铅酸蓄电池混合储能的太阳能充电器2016-06-15
-
电动车用48V (20A·h)蓄电池充电器的研究2016-06-15