电动自行车用铅酸蓄电池的运行状态分析
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铅酸蓄电池的工作原理和特点铅酸蓄电池的工作原理和特点电动车电池、汽车起动用铅酸蓄电池是一种电能与化学能互相转换的可逆装置,也就是说:充电是将电能储存起来,而放电是将化学能变为电能释放出去。
铅酸蓄电池由正极板、负极板、玻璃纤维隔板、电解液和电解槽所组成,充电后正极的活性物质为二氧化铅,负极板活性物质为海绵状铅,放电后连极板的活性物质都转变为硫酸铅,充电后又恢复为原来物质。
化学反应方程式如下:放电PbO2 + 2H2SO4 + Pb <=====>PbSO4+2H2O+PbS04正极电解液负极充电正极水负极从化学反应的方程式中可以看出,在放电过程中消耗了硫酸,生成了水,因此电解液的浓度越来越小,而充电过程则相反。
电动自行车采用了负极性物质过量的设计。
当蓄电池充电的时候,正极充足100%后,负极尚未充到底90%,这样蓄电池内只有正极产的氧,不存在负极产生的难以复合的氢气。
为了解决水的消耗问题,和必须为氧的复合创造条件。
采用贫电解液设计加上超细玻璃纤维隔膜板膜,解决了氧的传输问题,使氧复合反应得以进行,完成了氧的再化合,蓄电池实现了密封和免维护。
氧的再化合过程如下:(正极)PbSO4--------PbO---------02(负极)PbSO4---------Pb---------- 02电池主要性能参数电池的主要性能包括额定容量、额定电压、开路电压、内阻和自放电率。
额定容量在设计规定的条件(如温度、放电率、终止电压等)下,电池应能放出的最低容量,单位为安培小时,以符号C表示。
容量受放电率的影响较大,所以常在字母C的右下角以阿拉伯数字标明放电率,如C20=50,表明在20时率下的容量为50安·小时。
额定电压电池在常温下的典型工作电压,又称标称电压。
它是选用不同种类电池时的参考。
电池的实际工作电压随不同使用条件而异。
开路电压电池在开路状态下的端电压称为开路电压。
电池的开路电压等于电池在断路时(即没有电流通过两极时)电池的正极电极电势与负极的电极电势之差。
电动自行车中铅酸蓄电池的安全性评估与改进措施随着环保意识的提高和出行方式的多样化,电动自行车作为一种绿色、便捷的交通工具逐渐被广大消费者接受和使用。
然而,电动自行车在使用过程中存在一些安全隐患,其中最为重要的就是蓄电池的安全性问题。
特别是铅酸蓄电池,其能量密度低,容易受到外力损坏,对环境造成的污染也比较大。
因此,对电动自行车中铅酸蓄电池的安全性进行评估,并提出改进措施,对于保障消费者的安全和推动电动自行车行业的可持续发展具有重要意义。
首先,我们需要对电动自行车中使用的铅酸蓄电池进行安全性评估。
安全性评估的主要目的是确定铅酸蓄电池在正常使用和异常情况下的安全性能,包括短路、过充、过放、温度过高等方面。
评估的内容可以从以下几个方面展开:1. 蓄电池短路防护机制评估:评估蓄电池中短路防护措施的有效性,包括保险丝、保护电路等是否能及时切断电流,防止电池发生短路导致的安全事故。
2. 过充保护机制评估:评估蓄电池中过充保护装置的可靠性,是否能及时切断充电电源,防止蓄电池过充导致的安全隐患。
3. 过放保护机制评估:评估蓄电池中过放保护装置的功能,是否能有效防止蓄电池过度放电,延长蓄电池的使用寿命,并避免因过放导致的安全问题。
4. 温度控制机制评估:评估蓄电池中温度控制装置的效果,是否能及时感知蓄电池温度异常并采取相应的措施,防止因蓄电池温度升高导致的安全隐患。
基于上述评估结果,我们可以根据铅酸蓄电池的安全性存在的问题,提出相应的改进措施。
以下是几种常见的改进方向:1. 设计更加安全可靠的保护机制:改进蓄电池的保险丝、保护电路等防护装置的设计,确保其能够及时切断电流,防止蓄电池发生短路、过充、过放等问题。
2. 提高蓄电池的使用寿命:通过改良蓄电池的内部结构和材料,降低自放电速率,改善蓄电池的循环寿命,提高其使用寿命,减少对环境的污染。
3. 引进先进的温度控制技术:采用先进的温度感测器和控制芯片,能够更加精准地感知蓄电池的温度变化,并及时采取相应的措施,防止因温度过高导致的安全隐患。
电动自行车用铅酸蓄电池组并联充放电的研究来源:全球电源网 2007-07-03 10:50 浏览4191次【字号:大中小】作者:桂长清摘要:对不同荷电态的电动自行车用铅酸蓄电池组进行了并联充放电过程的研究。
结果表明:流经各组电池的电流是按照电池组的荷电态而自动调配的。
在充放电过程中,原来荷电态较高的电池组充(放)电电流由小(大)逐步增加(减小);原来荷电态较低的电池组充(放)电电流由大(小)逐步减小(增大),最终各个电池组的充(放)电电流趋于一致。
实验同时还证实了恒电压并联充电可以改善蓄电池组的均匀性,有利于延长蓄电池组的使用寿命。
关键词:铅酸蓄电池;并联充放电;均匀性;使用寿命电动自行车普遍采用由3只6DZMl0阀控式密封铅酸蓄电池组成36V蓄电池组作为动力源。
实车使用结果表明:3只电池中总有1只过早失效,而不是同时失效。
在严格控制工艺过程的同时,许多厂家还使用了配组机,根据新电池的开路电压、放电电压以及放电容量,选取数值相近的3只电池配成一组。
这样仍避免不了某只电池过早失效。
本文作者曾提出适当提高蓄电池组的放电终止电压[1]和避免深度过放电[2]的方法来解决此类问题;根据电动自行车用铅酸蓄电池组并联充电的实验结果,利用蓄电池并联充电会有“偏流”的特性,采用并联充电方式进一步改善蓄电池组的均匀性,延长蓄电池组的使用寿命。
1 实验1.1 并联充电将自制的2组(每组3只)6DZMl0电动自行车用阀控式密封铅酸蓄电池组(下文简称6DZMl0电池组),预先用5A恒流放电至31.5V;然后将第2组电池组先用电动自行车用充电器充电4h,再将其和第1组电池组并联起来,按照电动自行车用充电器的充电模式进行充电。
每组电池分别接有电流表,以测量流¾各支路的电流I l和I2。
在总线路中也接有电流表,测量流¾总线路的电流I o。
1.2 并联放电实验前先将2组(每组3只)6DZMl0电池组用电动车用充电器充足电,然后将第2组电池组预先用5A恒流放电50min,再将其和第1组电池组并联接入电路,进行恒流放电。
2024年铅酸电池电动车市场环境分析1. 引言铅酸电池电动车是目前电动交通工具市场中最为普及的一种类型,其在过去几十年中一直占据主导地位。
本文将对铅酸电池电动车市场的环境进行分析,探讨其市场趋势、竞争态势以及相关政策等方面。
2. 市场趋势分析2.1 市场规模铅酸电池电动车市场在过去十年中呈稳步增长的趋势。
根据统计数据显示,全球铅酸电池电动车的销量每年增长率约为5%至8%。
尤其在亚洲市场,由于其相对低廉的价格和成熟的技术,铅酸电池电动车的销量一直保持较高水平。
2.2 技术进步随着科技的不断进步,铅酸电池电动车的技术也在不断改善。
新型的铅酸电池电动车采用了更高效的电池管理系统,使得续航里程得到了显著提升。
此外,相关技术的不断创新也让铅酸电池电动车的充电效率更高,充电时间更短。
2.3 消费者需求变化消费者对环境保护和节能减排的意识日益提高,这对铅酸电池电动车市场产生了积极的影响。
铅酸电池电动车具有零排放、低噪音等特点,因此受到了越来越多消费者的青睐。
特别是在城市交通拥堵的情况下,铅酸电池电动车成为了一种便捷、环保的出行方式。
3. 竞争态势分析3.1 市场份额尽管铅酸电池电动车市场在近年来受到一些新型电池技术的挑战,但其仍然占据着主导地位。
根据市场调研数据显示,在全球电动车市场中,铅酸电池电动车的市场份额约为60%左右。
3.2 新型电池技术的竞争随着锂离子电池等新型电池技术的不断发展,一些厂商开始转向采用更先进的电池技术来替代传统的铅酸电池。
这些新型电池技术通常具有更高的能量密度和更长的寿命,使得电动车的性能和续航能力得到了进一步提升。
3.3 品牌竞争在铅酸电池电动车市场中,一些知名汽车制造商和电池制造商占据着较大的市场份额。
这些品牌通常具有较强的技术实力和广泛的销售渠道,能够满足消费者对品质和售后服务的需求。
同时,也有一些新兴品牌进入市场,通过创新的产品和差异化的营销策略,不断争夺市场份额。
4. 政策环境分析4.1 政府补贴政策为了推动清洁能源交通的发展,许多国家和地区都出台了电动车补贴政策。
科技资讯科技资讯S I N &T NOLOGY I NFORM TI ON2008N O .26SCI ENC E &TECH NOLOG Y I N FOR M A TI ON能源与环境电动自行车作为代步工具,近年来发展迅速,特别是我国,在2000年的29万辆发展到2005年的1209万辆,年平均增长率达到了174%。
据统计,目前全国电动自行车车保有量已达到3000万辆,且每年以600万辆的数量增加,其市场发展规模迅猛。
若按每辆车配3个12V10A h 铅酸蓄电池计,每年需要供应1800万个电池,还不包括替换电池。
可以预料,在今后相当长的一段时间内,电动自行车用蓄电池产品将会蓬勃发展,目前我国电动自行车的动力电池95%以上采用铅酸蓄电池。
2006年电动自行车电池的市场容量有40~50亿元,到2015年中国电动车的产值将达到1000亿元,其中配套电池160亿元。
二级市场的替换电池达480亿元,这是一个巨大的市场。
由于铅酸蓄电池技术的不断进步,使得电动自行车产业获得了巨大发展,并对减少燃油汽车和燃油摩托车的污染做出了贡献。
但因电动自行车铅酸蓄电池的使用寿命较短,一般在12~15个月左右,因而在消除了燃油污染的同时产生了大量废弃的铅酸蓄电池。
据测算,一节1号电池如果放在地里,1平方米的土地在百年内就失去了价值;一粒纽扣大的电池可使600吨水受到污染,这相当与一个人一生的饮水量;而铅酸蓄电池是这些电池中污染最严重的。
报废的铅酸蓄电池中的硫酸、铅对水源、土地都有危害。
铅酸蓄电池在使用过程中,被封存在电池的壳体内,并不会对环境造成影响。
但在经过一定时期的机械磨损和腐蚀,使得电池内部的重金属铅和电解液硫酸泄露出来,进入土壤和水源后,通过各种途径进入人的食物链。
土壤微生物循环进入农作物,水源性植物食品消化生物从环境中摄取的中金属可以经过食物链的生物放大作用,逐渐在较高级的生物中富积,然后经过食物进入人体,在某些器官中积蓄而造成慢性中毒。
铅酸蓄电池的工作原理和结构分析铅酸蓄电池是一种广泛应用于汽车、电动车和UPS等领域的重要电池类型。
本文将对其工作原理和结构进行详细分析。
一、工作原理铅酸蓄电池通过化学反应将化学能转化为电能。
它采用了正极活性物质为二氧化铅(PbO2),负极活性物质为海绵铅(Pb),电解液是硫酸溶液。
在充电过程中,外部直流电源通过正极,使其发生氧化反应,并转化为二氧化铅。
同时,负极发生还原反应,将铅转化为铅酸盐和连续的硫酸铅溶液。
电解液中的硫酸铅溶液饱和度增加,产生大量的正极材料和负极材料。
在放电过程中,正负两极上发生化学反应,将储存的化学能转化为电能。
正极的二氧化铅与负极的海绵铅反应生成过渡产物氧气和硫酸铅。
同时,硫酸铅溶液被它们稀释,此过程中产生了电流。
由于铅酸蓄电池的工作涉及到正极和负极的氧化还原反应,因此常被称为“铅酸电池”。
二、结构分析铅酸蓄电池的结构由正负极板、电解液、隔膜和壳体等组成。
1. 正负极板:正极板由具有催化作用的铅-锡合金制成。
这种合金可以增强正极的电导率和整体反应速度。
负极板由纯铅制成。
这是因为铅在还原反应中的活性更高,能够迅速还原成铅。
2. 电解液:电解液由硫酸溶液组成,通常浓度为1.28g/cm3。
硫酸固降低冷却剂的冰点,可以防止电池过冷冻。
3. 隔膜:隔膜是正极和负极之间的隔离层,防止电极短路。
隔膜通常使用的是纤维素材料,具有良好的孔隙性和电导率。
4. 壳体:壳体由塑料或金属材料制成,起到固定电解液和电池内部结构的作用。
以上是铅酸蓄电池的主要结构组成。
它们相互配合,形成了一个完整的闭合系统,以实现电能的存储和释放。
铅酸蓄电池的优点包括成本低廉、容量大、寿命长等。
然而,也存在一些缺点,如自放电速度快、充电时间长等。
近年来,随着科学技术的发展,新型蓄电池技术的兴起,铅酸蓄电池在某些领域正逐渐被其他类型的蓄电池所取代。
总的来说,铅酸蓄电池的工作原理是通过正负极的氧化还原反应将化学能转化为电能,结构上由正负极板、电解液、隔膜和壳体组成。
作者简介 :柳厚田 , 男 ,1944年 7月生 , 教授 , 联系人杨春晓 , 男 ,1974年 5月生 , 硕士生梁海河 , 男 ,1975年 5月生 , 硕士生周伟舫 , 男 ,1927年 9月生 , 教授 , 博士生导师朱思平 , 男 ,1943年 7月生 , 工程师 , 上海海宝特种电源厂厂长上海市科学技术发展基金项目电动自行车用阀控式铅酸蓄电池 (1———电池的放电性能柳厚田 1杨春晓 1梁海河 1周伟舫 1朱思平 2(11复旦大学化学系 , 上海 200433; 21上海海宝特种电源厂 , 上海 201101摘要 :研究了供电动自行车使用的 12V -6Ah 、 12V -12Ah 、 12V -17Ah 和12V -38Ah 等多种规格的阀控式铅酸蓄电池的放电性能。
采用 6V -6Ah 电池测定了含不同添加剂的正极活性物质利用率及电池的容量保持能力。
实验结果表明 , 某些碳素材料和硫酸钠等添加剂可以提高电极的活性物质利用率。
其中容量为 12Ah 以上的电池以 5h 率电流放电时 , 其初始质量比能量达到 3616~3810Wh/kg 。
关键词 :铅酸蓄电池电极活性物质正极添加剂利用率电动自行车中图分类号 :TM91211文献标识码 :A文章编号 :1001-1579(2000 03-108-03VR LA B atteries with Deep Cyclic Performance for Electric Bikes——— The Discharge Performance for the Batteries (ⅠL IU Hou 2tian 1 YAN G Chun 2xiao 1 L IAN G Hai 2he 1 ZHOU Wei2fang 1 ZHU Si 2ping 2(1. Department of Chemistry , Fudan University , Shanghai 200433, China; 2. Shanghai High Power Storage Battery Factory , Shanghai 201101, ChinaAbstract :Severaltypes of valve -regulated lead acid batteries (12V -6Ah 、 12V -12Ah 、 12V -17Ah and 12V -38Ah forelectric bikes were investigated. The utilization coefficient of the positive active material and the wet storage performance of the batteries containing various electrode additives were measured by using of 6V -6Ah batteries. The results showed that some con 2ductive carbon materials and sodium sul phate could improve the utilization coefficient of the active material of positive electrode. For the 12V ,12~38Ahbatteries ,the initial weight specific energy was 36. 6~38. 0Wh/kg measured at 5h discharge rate.K ey w ords :LeadAcid Battery Active Material for Electrode Positive Additive Utilization Coefficient Electric Bike前言早在 80年代 , 以蓄电池为动力的车辆开发就成为世界性倍受关注的实用技术。
电动自行车用铅酸蓄电池的运行状态分析一、前言电动自行车作为一类新型的交通工具,从上世纪九十年代中末开始在我国得以普遍使用,由于电动自行车具有轻便省力,安全,无噪声和无污染,充电方便,免交机动车各种费用及适用老人、妇女和儿童使用而越来越受到人们的喜爱,据统计至2005年我国市场保有量约为1600万辆,年需求蓄电池量约为6000万只(包括替换电池),产值约为50亿人民币。
进入2006年后电动自行车的需求量将大幅度的增长,估计到2006年底国内市场的保有量将达到2000万辆,蓄电池的需求量约为7500万只,产值约为60亿人民币。
二、电动自行车用铅酸蓄电池发展状况九十年代末使用的电动自行车用密封式铅酸蓄电池属滞后性产品,由于初期的电动自行车在选型配套的铅酸蓄电池产品时,国内电池业尚未开发这类动力型蓄电池,因此电动自行车生产厂商只能在原有的小型阀控制密封式铅酸蓄电池系列产品中筛选。
由于小型阀控密封式铅酸蓄电池主要是作为UPS、应急灯等备用电源使用,其使用状态为长时浮充短时放电状态,被选为电动自行车的动力源后,由于蓄电池的使用特性发生了较大的变化,因此,在许多功能上难已满足电动自行车的使用要求,当时选定的6-FM-12型小型阀控密封式铅酸蓄电池2h率放电容量只有8Ah左右,70%深放电循环次数实验室数据不足100次,续驶里程只有20km左右,使用寿命不足3个月。
所以最初的电动自行车由于电池的质量引发了诸多的的实际问题。
为了解决电动自行车用铅酸蓄电池存在的适用性问题,我国的电池业和众多有识之士坚持不懈的努力,在克服铅酸蓄电池固有弊病和主机定型产品尺寸困难的基础上,潜心产品内在结构,合金材料,铅膏工艺材料以及制造技术方面的研究和开发,使得电动自行车用铅酸蓄电池的功能特性不断地得到改善和提高。
因该说目前电动自行车用铅酸蓄电池的功能特性已基本上能满足电动自行车的使用要求,以下是一组对比数据:最初的电池目前的电池2h率容量:8Ah 2h率容量:12Ah—13.5Ah续驶里程:20-30km 续驶里程:45—55km循环次数(实验室):100次循环次数(实验室):500—700次实际使用期:3个月实际使用期:10-12个月重量比能量:24Wh/kg(C2)重量比能量:35—39Wh/kg(C2)铅酸蓄电池共有十七大类的产品,应该说电动自行车用蓄电池已汇集了各类产品的优点,特别是开发应用铅酸电池涂膏式正极板合金,结构,添加剂及制造技术方面在全球电池业也产生了积极的影响。
电动自行车用铅酸蓄电池的运行状态分析一、前言电动自行车作为一类新型的交通工具,从上世纪九十年代中末开始在我国得以普遍使用,由于电动自行车具有轻便省力,安全,无噪声和无污染,充电方便,免交机动车各种费用及适用老人、妇女和儿童使用而越来越受到人们的喜爱,据统计至2005年我国市场保有量约为1600万辆,年需求蓄电池量约为6000万只(包括替换电池),产值约为50亿人民币。
进入2006年后电动自行车的需求量将大幅度的增长,估计到2006年底国内市场的保有量将达到2000万辆,蓄电池的需求量约为7500万只,产值约为60亿人民币。
二、电动自行车用铅酸蓄电池发展状况九十年代末使用的电动自行车用密封式铅酸蓄电池属滞后性产品,由于初期的电动自行车在选型配套的铅酸蓄电池产品时,国内电池业尚未开发这类动力型蓄电池,因此电动自行车生产厂商只能在原有的小型阀控制密封式铅酸蓄电池系列产品中筛选。
由于小型阀控密封式铅酸蓄电池主要是作为UPS、应急灯等备用电源使用,其使用状态为长时浮充短时放电状态,被选为电动自行车的动力源后,由于蓄电池的使用特性发生了较大的变化,因此,在许多功能上难已满足电动自行车的使用要求,当时选定的6-FM-12型小型阀控密封式铅酸蓄电池2h率放电容量只有8Ah左右,70%深放电循环次数实验室数据不足100次,续驶里程只有20km左右,使用寿命不足3个月。
所以最初的电动自行车由于电池的质量引发了诸多的的实际问题。
为了解决电动自行车用铅酸蓄电池存在的适用性问题,我国的电池业和众多有识之士坚持不懈的努力,在克服铅酸蓄电池固有弊病和主机定型产品尺寸困难的基础上,潜心产品内在结构,合金材料,铅膏工艺材料以及制造技术方面的研究和开发,使得电动自行车用铅酸蓄电池的功能特性不断地得到改善和提高。
因该说目前电动自行车用铅酸蓄电池的功能特性已基本上能满足电动自行车的使用要求,以下是一组对比数据:最初的电池目前的电池2h率容量:8Ah 2h率容量:12Ah—13.5Ah续驶里程:20-30km 续驶里程:45—55km循环次数(实验室):100次循环次数(实验室):500—700次实际使用期:3个月实际使用期:10-12个月重量比能量:24Wh/kg(C2)重量比能量:35—39Wh/kg(C2)铅酸蓄电池共有十七大类的产品,应该说电动自行车用蓄电池已汇集了各类产品的优点,特别是开发应用铅酸电池涂膏式正极板合金,结构,添加剂及制造技术方面在全球电池业也产生了积极的影响。
(一)、目前普遍使用的正板栅合金有以下2种:1、铅锑镉 Cd: 1.6~1.7%; Sb:1.6~1.7%2、铅钙锡铝 Ca: 0.06~0.09%; Sn:1.4~1.5%; Al:0.02~0.03%铅锑镉合金具有优良的耐深充深放循环能力,但耐腐蚀性相对差,锑转移降低负极析氢过电位且自放电相对大;铅钙合金具有优良的耐过充电能力,耐腐蚀性能强,析氢析氧过电位相对高,但由于“无锑效应”使得深充深放循环能力较差。
由于铅锑合金的腐蚀是树枝状晶间腐蚀与晶界腐蚀共存的腐蚀,锑的溶解使含锑板栅腐蚀层较厚,腐蚀产物内外层之间无明显界限,而是逐步过渡的,因此,锑对活性物质与板栅的结合起到了强化的作用,使得活性物质不易从板栅上脱落。
铅钙合金由于耐腐蚀相对好,腐蚀层不仅薄而且致密,且腐蚀程度不一,腐蚀层平行而分层,分为内外两层且内层由于内部的应力不能形成良好的接合,不但板栅与活性物质的结合力差而且会引发“无锑效应”。
“无锑效应”是指正极板栅腐蚀层与活性物质之间由于缺少类似吸附锑对PbO2成核作用而出现PbSO4结晶的积累形成致密阻挡层,阻碍活性物质参加反应的现象。
一些合金也应用于正板栅:1、铅锑镉砷 As: 0.2~0.3%2、铅锑镉铜砷 Cu: 0.03~0.04%3、铅钙锡铝铜 Cu: 0.2~0.3% 4、铅钙锡铝铋 Bi:0.02~0.03% 5、铅钙锡铝铈 6、铅钙锡铝+稀土元素 铜、铋、铈及稀土元素的加入主要是为了抑制“无锑效应”7、铅布另外一些新型板栅也在研究之中:1、铝板板栅2、形成式铅板栅(二)、普遍使用的正极添加剂1、红丹粉2、混合石墨----高纯石墨+乙炔黑3、羧甲基纤维素4、氧化铝5、硫酸镁6、发泡聚丙烯7、磷酸8、聚四氟乙烯乳液,(三)、制造过程的新型工艺参数1、超细铅粉 300目全过2、高含酸量的铅膏正膏:45~50g/kg ,负膏: 40~45g/kg3、高温和膏 60~70℃4、高视密度的铅膏正膏4.3~4.4g/cm3, 负膏4.5~4.6g/cm35、高温高湿固化 100%湿度70~80℃(最快的固化干燥36h,固化100%湿度80℃温度时间24h,干燥80~90℃时间12h)6、推进式极板化成制式根据铅膏物质的氧化电位和还原电位确定的充电波型。
7、高密度电解液 1.34~1.36g/cm3胶体电解质应于固型阀控密封式蓄电池可以缓解贫液式结构带来的六大方面的问题:热传导、电解液分层、汇流排腐蚀、酸量、极板局部硫化及干涸,但在电动自行车蓄电池中运用的特点目前还在进一步的确定中。
极板的压力不小于0.4kg/cm2,即保证隔板的压缩比在25%左右。
但压力不能太大,如果隔板压缩量太大则会导致电解液灌注困难而且枝晶生成的可能性(导致穿透)会大大增长。
(四)、普遍的电池结构主要有两种结构1、 2×3结构极板尺寸:(长×高) 44×70,40×70,42×68,40×69(厚度正※负) 6对7片: 3.1~3.2※2.1~2.27对8片: 2.5~2.6※1.7~1.8 8对9片: 1.7~1.8※1.5~1.62、 1×6结构极板尺寸:(长×高×厚)正板:(85~86)×(69~71)×(1.7~1.8)负板:(85~86)×(69~71)×(1.3~1.4)4对5片3、优化的板栅结构设计(1)、改善板栅栅格的几何形状,在考虑板栅重量的前题下尽量增加竖筋数量而减少横筋数量及按照电流在极板中的分布状况优化竖筋和横筋的等差设计(即上密下疏,左密右疏分布)。
因为在板栅中横向筋条的主要作用是支撑活性物质和汇集局部活性物质提供的电流,而竖筋的主要作是传导电流,而极板的电流是从下至上最后汇集到极耳,这一点从矩型板栅的电位分布图中可以看出,矩型板栅在以极耳为中心的相同径向距离上的电流分布极不均匀,从而导致在径向等位线上出现较大的欧姆压降,由此造成电能的不必要损失。
因此,增加竖筋减少横筋并使其按电流分布进行等差定位在不增加板栅重量和板栅吃膏量的前题下是有利于电能的输送的。
(2)、改善筋条几何形状,增加板栅的表面积由于活性物质的多孔性而具较大的表面积,而板栅的表面积相对活性物质来说要小的多,对正板来说板栅表面积只有活性物质约1/106,所以在充放电过程中通过板栅的电流密度要比通过活性物质的真实电流密度大的多,在大电流放电时在板栅与活性物质的界面上产生电压降很大,从而影响了电池的输出功率,为提高电池的输出功率,除采用薄型极板相对增大活性物质与板栅的接触面积外,板栅横、竖筋条的形状,特别是竖筋条的形状是很重要的因素。
目前极栅筋条采用的结构其截面形状一般有三角形、棱形、园形和椭园形,在保证活性物质用量的情况下采用椭园型的竖筋结构能保证板栅与活性物质有较大的接触表面积三、电动自行车用铅酸蓄电池运行的困扰1、自行车带来困扰(1)、电机功率增大问题在2000年前,国内电动自行车用铅酸蓄电池没有统一的技术标准,国际上也无此类电池的对应标准,当时大多参照上海技术监督局制定的电动自行车蓄电池的地方标准,,电池的型号沿用小型阀控密封式铅酸蓄电池的6-FM-12,而在小型阀控制密封式电池中12系指电池在20h率放电时容量为12Ah,而上海地方标准其主要技术指标是采用的5h放电率容量,实际上无论是20h放电率还是5h放电率都不适合电动自行车的实际使用情况,那么2000年在金华(绿源)召开了电动自行车用铅酸蓄电池的技术研讨及技术标准的制订会议,根据当时电动自行车的有关参数:1、36V电气系统2、电机功率180W(输入功率)3、最高时速20KM/小时4、续驶里程40KM5、最大负载量75KG6、电池寿命1年确定了电池的相应的主要技术指标1、放电率采用2h率放电(3,4)2、放电电流为5A(1,2)[实际工作电流5~6A(电机效率)]3、最大放电电流15A(5)4、充放(70%放电深度)循环350次(6)由此(1,2)确定了电动自行车用蓄电池的型号为6-DZM-10,即电池的容量为10Ah(2h率),即电池在25℃时以5A放电至电池终止电压,持续放电时间不低于120min,单对电池的容量来讲,当时6-FM-12电池经过对极板结构、正板铅膏的配方,电解液密度的适当调整,可达到要求.随着电动车的发展,种类增多,明显的是电机功率瓦数的增大,36V系统有180W、220W、250W及280W的电机,电池的正常工作电流为280/36=8A,48V系统有320W、350W电机,电池的正常工作电流为350/48=7.3A,超出了电池2h率放电范围,电池负荷增大引发了电池的一系列的问题。
2)、电机效率降低问题新车使用一段时间后电机的功率效率降低会引起电池工作电流的增大。
另外电机电驱动系统恶化,在超载能力差或效率特性差的情况下,如果一旦出现1—2次恶性使用,电机的永磁体就会出现退磁,效率特性全面恶化,导致电池工作电流急剧增加,放电时间急剧减少而使续行里程不足,顾客误认为蓄电池容量已经衰退。
(3)、电池状态显示问题由于电池是成组使用,而电池在制造过程中会受到电化学方面诸多的可控和不可控因素的影响,使得每只电池很难做到性能完全一致,因此,在蓄电池组的运行过程中总会出现单只电池特性滞后的现象,这种滞后如果及时的进行差补,电池组仍能正常的运行,否则电池组就会受到滞后电池的影响逐渐失去功效。
目前大多的电动自行车只有对电池组状态的显示,对单只电池状态无法明示而失去了对滞后电池差补的机会,造成了原本可以继续良好运行的电池组提前失去功效。
(4)、控制系统对电池放电深度的控制问题很多电池循环放充电的实验室数据很高,有的都可达到800次循环,但在实车使用中却有时连300次循环都达不到,这里固然有电池组一致性带来的问题,但自行车控制系统对电池放电深度的控制也是一个主要的原因,电池如果经常性的处于一种80%以上的放电深度状态,那么电池的循环放充电次数应会大大下降。
(5)、电池型号滥用问题应该说,从JB/T10262-2001标准实施以来,电动自行车电池的型号规格已基本定型为6-DZM-10,除了一部分小的电池企业由于认识问题仍然沿用6-DZM-12和部分小的用户按受6-DZM-12以外,在自行车行业已基本通用了6-DZM-10型号规格。