1、蓄电池讲义,Chapter 1,蓄电池的分类一次电池和二次电池(干电池与蓄电池)二次电池分类: 碱性蓄电池: 镉镍/铁镍/锌银/镍氢 酸性蓄电池 锌空蓄电池 锂电池(锂离子/聚合物锂电),一、镉镍碱性蓄电池,镉镍低倍率蓄电池镉镍中倍率蓄电池镉镍高倍率蓄电池镉镍超高倍率蓄电池技术进步:少维护性 免维护性,1.镉镍低倍率蓄电池,特性:(袋式结构/粘接结构/纤维结构)寿命较长 体积相对较大和重量较重恒压充电电压较高:1.48-1.50V/只 (1.55-1.60)代表品种:GN60(2)/GN100/GN300(3)应用领域及前途:有一定的局限性,适合固定型安装,市场领域逐年减少和畏缩,镉镍低倍率蓄
2、电池放电曲线:,252,镉镍低倍率蓄电池恒流充电曲线,252,2.镉镍中倍率蓄电池,特性:(袋式结构/粘接结构/纤维结构)寿命较长 体积相对较大和重量较重恒压充电电压较高:1.42-1.45V/只 (1.55-1.60)代表品种:GNZ100(3)/GNZ120应用领域及前途:有一定的局限性,适合中等倍率放电,市场领域逐年减少和畏缩,镉镍中倍率蓄电池放电曲线:,252,镉镍中倍率蓄电池恒流充电曲线,252,3.镉镍高倍率蓄电池,特性:(袋式结构/烧结式结构/纤维结构)寿命较长 体积相对较大和重量较重(袋式结构)体积相对较小和重量较轻(烧结式结构)恒压充电电压较高:1.38-1.42V/只代表品
3、种:GNG100(9)/GNG190应用领域及前途:有较大发展空间,适合高倍率放电,市场领域,使用量逐年增加.AGV车,空调客车,镉镍高倍率蓄电池放电曲线,252,镉镍高倍率蓄电池恒流充电曲线,252,4.镉镍超高倍率蓄电池,特性:烧结式结构/(纤维结构)寿命较长,设计寿命15年 体积较小,重量较轻恒压充电电压较高:1.35-1.38V/只代表品种:GNC20-GNC210应用领域及前途:有较大发展空间,适合高倍率放电,启动型市场领域,使用量逐年增加.如:内燃机车/燃气柴油机启动/AGV车/空调单元车.,镉镍高倍率蓄电池放电曲线,252,镉镍超高倍率蓄电池恒流充电曲线,252,5.少维护(免维
4、护)镉镍蓄电池,特性:(袋式结构)维护保养周期较长,1-4年.寿命较长,设计寿命15年 体积较大,重量较重恒压充电电压较高:1.42-1.47V/只代表品种:10GN40,GN100-(4),GN300-(4),GNZ100-(3)应用领域及前途:有较大发展空间,适合中小倍率放电,市场领域,应急照明等,使用量逐年增加.如:25G,22B客车,高包车,快速动车组等.,少维护镉镍袋式蓄电池补水维护表,6.高可靠铁路机车/车辆用(免维护)镉镍超高倍率蓄电池,实现免维护性针对铁路空调发电车、机车、车辆使用的特殊性而专门设计的.高性能 长寿命 体积小重量轻,6.1电池结构,根据铁路机车、车辆用蓄电池使用
5、的特殊性，着重解决了电池恒压充电效率、环境适应能力以及维护周期延长问题。为此该结构电池不仅能保持高性能，同时还有效地解决了电池使用中的短路、微短路现象。从而使电池能更加安全可靠的工作。,6.2蓄电池特点,蓄电池可1020倍率大电流短时放电。蓄电池由于实现了高可靠，使用中不会出现热失控和突然失效现象。蓄电池耐过充、过放，电流高达20倍率也不会烧坏蓄电池；蓄电池寿命长达1020年；蓄电池使用保养周期23年。适应温度范围广，可在-20+40环境温度下工作，极限温度-50+55。安装成本低。,6.3不同速率放电能力:,表1 252,6.4不同倍率定时放电电压：,表2 252,6.5温度对放电容量的影响
6、:,表3 252,6.6温度对循环寿命的影响：,表4 252,6.7温度对起动能力的影响:,表5 252,6.8蓄电池充电,恒电流充电：恒电流充电是指电池充电过程中，电流恒定不变。标准充电一般是用0.2C5A电流连续充电7h，充入额定容量140%，电池可处于全充电状态，这种方法通常用于电池初充电，恢复或检查容量。,恒压限流充电恒压限流充电方法，通常是在规定电压下，电流限定在0.2C5A。具体方法是：根据不同充电系统，在规定电压下限定电流在0.2C5A，保持定电压不变连续浮充电。,6.9不同电压恒压限流充电曲线,表6 252,6.10不同恒定电压下，定时充电（限流）荷电状态,表7 252,6.1
7、1不同电压恒压限流充电曲线,表8 252,6.12不同电压充电不同荷电状态所需时间:,表9 252,6.1.3不同电压充电7h电池充电效率,表10 252,7产品目录:,8.阀控镉镍碱性蓄电池与阀控铅酸蓄电池蓄电池性能比较:,9.部分用户使用业绩,10.关于车用蓄电池可能提出的要求:,（1）蓄电池提供的电流能否保证机车或车辆的实际用电要求，如：启机、升弓、照明、打风和各种应急备用等。（2）蓄电池的使用寿命能否较长，一般碱性蓄电池要求812年以上；铅酸蓄电池要求5年以上；蓄电池的维护周期要求能否达到大修期的要求；各种蓄电池维护或补水周期一般要求大于11.5年。（3）蓄电池能否做到体积小、重量轻、
8、性能优，这是目前铁路机车和车辆提速所要考虑的比较重要的因素。（4）维修或维护性是否简单方便。（5）性能价格比是否好，因为碱性蓄电池和酸性蓄电池的使用年限不等，价格也不一样，同样的机车或车辆负载所选择的镉镍蓄电池的容量和铅酸蓄电池的容量是不同的，一般选择镉镍蓄电池的容量要比铅酸蓄电池容量低3060%左右。,（6）蓄电池的替换性是否可行和替换费用是否较低。（7）蓄电池生产厂家是否是国内较著名的大公司，因为一般大型公司的产品性能相对较好，比较有知名度，且同行都在采用，风险较小；因为蓄电池在机车或车辆上虽然造价较低，但是，所起的作用和影响太大，厂家一般不去冒风险。,11.容量计算方法:,一般来讲，有了
9、功率和电压，就能计算出工作电流, 工作电流(I)应急工作时间(h)蓄电池的容量(C)。蓄电池的工作电流需要考虑蓄电池的大电流放电性能。车辆工作的环境温度对蓄电池性能的影响；同时还需考虑寿命影响因素。 因为蓄电池种类不同，蓄电池的结构不同，影响系数就不同。（镉镍蓄电分为：低倍率、中倍率、高倍率、超高倍率蓄电池；铅酸分为启动型和应急型）,12.型号选择方法:,（1）.判定采哪一类蓄电池 （2）计算所需容量，适当考虑富余量30% （3）选取蓄电池型号后，反推放电性能是否能满足实际需求 （4）计算蓄电池的体积和重量是否能满足实际需求，不能，从新选型。（5）计算价位是否能承受，不能，从新选型。,13.蓄
10、电池选型案例:,摆式列车选型,我们如何选择蓄池呢?容量? 数量? 类型?,1.哈局铁路救援车蓄电池选型案例,1 起动系统：蓄电池在起动时应满足以1300A连续放电5-10秒钟，放电电压不低于18V,蓄电池组应能保证连续起动5次以上的技术要求。应急系统：蓄电池组平时应满足用电负荷2.82KW使用要求，持续时间为2小时，放电电压不低于80V的技术要求.（瞬间短时负荷为9.02KW，包括60个25W共1.5KW白炽灯紧急照明、头灯800W、标志灯4个200W和4个60W半灯作业共计520W、电热玻璃系统2.2KW、励磁2KW和控制系统2KW等所有用电)。满足环境温度： -25 +40。24V启动后，
11、车辆提供的终端电压282V应满足对蓄电池的恒压浮充电要求。在正常运行中，车辆提供的终端电压1102V应满足对蓄电池的浮充电要求。,1.1 起动系统蓄电池设计选型依据：,阀控式镉镍蓄电池超高倍率镉镍蓄电池蓄电池在20条件下，GNC90能以1365A连续放电5秒,终止电压：0.85V。在特殊条件下，需考虑下列因素：1）蓄电池在恒压浮充充电情况下,充电效率系数为：0.952）蓄电池在-25条件下，起动放电系数为：0.453）结论：900.950.45210 因此，在-2540条件下，选用GNC210阀控式镉镍碱性作为启动用动力型蓄电池。,反推放电性能是否能满足实际需求,蓄电池在20条件下，GNC21
12、0能以1300A连续放电355秒,终止电压1.0V。考虑浮充电系数0.95、温度系数0.45后，放电时间为：3550.950.45=151秒，每次用时：15110=15.1秒，15.1秒10秒 满足要求。,计算蓄电池的体积和重量是否能满足实际需求,设计连接图及推算尺寸,装车实际图片,1.2.110V照明系统蓄电池设计选型依据：,阀控式镉镍蓄电池超高倍率镉镍蓄电池（中倍率）蓄电池在20条件下，蓄电池在紧急情况下可以以26A连续放电2小时。共计即：C=25.62=51.2Ah在规定的环境条件下，需考虑下列因素：1）蓄电池在恒压浮充充电情况下,充电效率系数为：0.952）蓄电池在-25条件下，起动放电系数为：0.813）结论：51.20.950.8166.5 因此，在-2540条件下，选用GNC80阀控式镉镍碱性作为110V应急备用电源。,反推放电性能是否能满足实际需求,蓄电池在20条件下，GNC80能以26A连续放电2.96小时,终止电压1.0V。考虑浮充电系数0.95、温度系数0.81后，放电时间为：2.960.950.45=2.28小时，2.28小时2小时 满足要求。考虑到30%富余量， 同体积下，选择 GNC100蓄电池。,The End http:/,
