蓄电池放电曲线

12.4.4 蓄电池的选择及容量计算方法

12.1.4.1 铅酸蓄电池[66]

（1）铅酸蓄电池型式。变电所直流操作电源用铅酸蓄电池，一般均为固定式铅酸蓄电池。国产固定式蓄电池有下列几种：①开启式G（或GG）型蓄电池；②防酸隔爆式GF（或GM）型蓄电池；③防酸式GFD型蓄电池。开启式G（或GG）型蓄电池，由于酸雾大，维护管理复杂且对维护工人的健康影响较大，在各生产厂已极少生产，不推荐使用。防酸式GFD蓄电池产品达到德国工业标准DIN43539的要求。防酸式GF（或GM）型蓄电池同GFD型蓄电池一样，均具有防酸隔爆的特性，且能量高，寿命较长，安装、维护管理方便，可降低蓄电池室的耐酸等级，且其价格低于GFD型。

（2）铅酸蓄电池容量的选择。二十世纪80年代以前蓄电池容量的选择计算基本上是沿用前苏联的计算方法。随着国外技术的引进，能源部在总结了国内外经验的基础上，提出了用电压控制法和阶梯负荷计算法来选择蓄电池的容量。由于阶梯负荷计算法多适用于大型发电厂，而电压控制法既可用于发电厂也可用于各种类型变电所，故本节只介绍电压控制法用以选择有端电池及无端电池直流系统固定式铅酸蓄电池的容量。电压控制法计算方法如下；

1）蓄电池容量选择应满足事故全停电状态下的持续放电容量

CCBSXkcKKCKC （12−1−1）

式中 cC——蓄电池10h放电率计算容量，Ah；

SXC——持续事故放电容量，Ah；

kK——可靠系数，取1.40；

CK——容量换算系数（根据不同的放电终止电压，对应放电时间1h，由图12−1−2中曲线查出）；

CBK容量比例系数，根据事故放电时间由表12−1−2查出。但事故放电时间，应与SXC所取时间相一致，对变电所一般取1h，故1CBK。

放电时间（h） 0.5 1.0 1.5 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0

容量比例系数)(CBK 0.60 1.00 1.30 1.50 1.70 1.90 2.00 2.10 2.20 2.30

第4章习题答案

4-1铅酸电池的原理是什么？请写出它的反应方程式。

解：

传统铅酸电池的电极由铅及其氧化物制成，电解液采用硫酸溶液。在充电状态下，铅酸

电池的正极主要成分为二氧化铅，负极主要成分为铅；放电状态下，正负极的主要成分均为

硫酸铅。放电时，正极的一氧化铅与硫酸反应生成硫酸铅和水，负极的铅与硫酸反应生成硫

酸铅；充电时，正极的硫酸铅转化为二氧化铅，负极的硫酸铅转化为铅。

铅酸电池反应如下。

正极：

PbO2+3H'+HSO;+2e^PbSO4+2H2O

负极：

Pb+HSO；<=>PbSθ4+H,+2b

总反应：

Pbθ2÷Pb+2H2SO4<=>2PbSθ4+2H2O

4-2请简述铅酸电池的工作方式。

解：

铅酸电池主要有充电放电制和定期浮充制两种充电方式。

充电放电制是指铅酸电池组充电过程与放电过程分别进行的一种工作方式，即先用整流

装置给铅酸电池组充满电后，再由铅酸电池的负载供电（放电），然后再充电、再放电的一

种循环工作方式。充电放电制主要用于移动型铅酸电池组。例如，汽车摩托车启动用铅酸电

池组、铅酸电池车辆用铅酸电池组等，当有两组相同型号的固定型铅酸电池组，一组工作,

而另一组备用时，一般也采用这种工作方式。

定期浮充制就是整流设备与铅酸电池组并联并定期轮流向负载供电的一种工作方式。也

就是说，由整流设备和铅酸电池组所构成的直流电源，部分时间由铅酸电池向负载供电；其

他时间由整流设备浮充铅酸电池组供电，即整流设备在直接向负载供电的同时，还要向铅酸

电池充电（浮充），以补充铅酸电池放电时所消耗的能量以及因局部放电所引起的容量损失。

4-3简述铅酸电池的充放电特性。

解：

铅酸蓄电池充电曲线如下图所示，其内部反应如下：

图4-17习题4-3示意图

(1)在电池充入电量至70%~80%之前，利用整流器的限流特性维持充电电流不变，此

过程电池端电压几乎呈直线上升；

(2)当电流的端电压上升至稳压点附近时，由于充电历程已到中后期，此时正极板上

燃料电池放电曲线

燃料电池是一种将化学能转化为电能的设备，与传统蓄电池不同，它的电化学反应是不可逆的，因此需要稳定的温度和压力控制。在实际应用中，我们需要了解燃料电池放电曲线，促进燃料电池的优化和性能提升。本文将介绍燃料电池放电曲线的基本概念、类型和应用规律，希望对相关领域的工程师和学者提供参考。

一、基本概念

燃料电池的电化学反应可以简化为以下方程式：

Anode: H2 → 2H+ + 2e-

总反应式为：2H2 + O2 → 2H2O

燃料电池放电曲线是描述燃料电池输出电压和输出电流之间关系的图表，也称为I-V曲线。I代表电流，V代表电压，曲线的斜率表示电池内部电阻。通常情况下，我们绘制I-V曲线并根据其特点确定燃料电池的输出功率和效率，以此来评估电池的性能和可行性。

二、类型

根据燃料电池的类型，I-V曲线也分为不同的类型，主要包括直接甲醇燃料电池(DMFC)、质子交换膜燃料电池(PEMFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)、碱性燃料电池(AFC)等。不同类型的燃料电池在电化学反应、输电模式、内部电阻等方面存在差异，其I-V曲线也会有所不同。

比如，DMFC的I-V曲线较为平坦，输出电压和电流稳定，适合低功率应用。PEMFC则有较强的响应速度和稳定性，适合交流电源应用。SOFC的I-V曲线呈现下降趋势，因其适用范围较窄，通常应用于高功率密度应用。

三、应用规律

根据燃料电池的I-V曲线规律，我们可以通过优化电化学反应条件、改善电池设计和降低内部电阻等措施来提升燃料电池的性能。以下是一些具体应用规律：

1. 适当增加燃料电池的温度可以提高电池输出功率和效率。但过高的温度会导致催化剂活性下降，甚至造成电解质膜破损。

2. 优化电解质膜材料和结构可以减少内部电阻，提高燃料电池的输出功率和效率。通常情况下，使用较薄的电解质膜和合理设计的电极结构可以达到最佳效果。 3. 合理选择催化剂材料和粒径可以提高反应速率和效率。钯、铂等高效催化剂在质子交换膜燃料电池中应用较多。

吉沙电厂通讯电源直流蓄电池组容量校核充放电报告

时间：2015/4/3

负责人：孙诺

参加人：付友国、周晓陶

放电前：（停充状态，供厂用负载电流4A）全组电压50V

放电开始后：（放电总电流23A）全组电压V（盘上指针表读电流，并一只数字表读电压）

放电过程记录附后页

放电曲线 充电曲线

单缸电压 电压

9h

时问 时间

均充充入电量约185Ah后，充电装置过压保护动作，充电电流被限制，后改用大浮充再充，充入电量约8×4=32（Ah）

总充入容量：约217Ah后转为正常浮充。

蓄电池容量核定放电记录（2009/4/4 8：00）

缸号 电压v 缸号 电压v 缸号 电压v 全压v 放电电流A 记录时间

1 39 77 214 23 2009/4/3 8：40

2 40 78

3 41 79

4 42 80

5 43 81

6 44 82

7 45 83

8 46 84

9 47 85

10 48 86

11 49 87

12 50 88

13 51 89

14 52 90

15 53 91

16 54 92

17 55 93

18 56 94

19 57 95

20 58 96

21 59 97

22 60 98

23 61 99

24 62 100

25 63 101

26 64 102

27 65 103

28 66 104

29 67 105