电动车蓄电池的蓄电池安装工艺.doc

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电动车蓄电池的蓄电池安装工艺
摘要.
前言.
关键词,防振、防压,串联连接、通气孔、充电频次
安装前应检查蓄电池是否破损漏液,并用干布清洁电池表面,如发现蓄电池外壳破裂、渗漏时,应立即更换蓄电池,以免造成酸液腐蚀。
,不得倒置,相邻电池之间间距大于2毫米,同时要防振、防压,安装牢固,使用过程中不会窜动撞击、相互摩擦,不能进水。
,安装电池的电池箱必须留有通大气的通气孔,且不得堵塞,防止蓄电池产生的气体聚集在电池箱内。
,正、负极性应正确,并保证连接点接触良好,不得产生火花。
,当前的电动汽车动力电池简介
汽车工业的迅速发展,推动了全球机械、能源等工业的进步以及经济、交通等方面的发展,同时也极大的方便了人们的生活。但是,传统的内燃机汽车所固有的消耗能源、污染环境的缺陷也一直影响和困挠着人们的生活及社会的发展,随着社会的进步和科技的发展,随着保护环境、节约资源的呼声日益高涨,新一代电动汽车作为无污染、能源可多样化配置的新型交通工具,近些年来引起了人们的普遍关注并得到了极大的发展。北京要把2008年奥运会办成一届绿色的奥运会,其中的一项工作就是要用环保型的电动汽车来替代目前的内燃机汽车。
电动汽车以电力驱动,行驶无排放(或低排放),噪音低,能量转化效率比内燃机汽车高很多,同时电动汽车还具有结构简单、运行费用低等优点,安全性也优于内燃机汽车。但电动汽车目前还存在价格较高、续驶里程较短、动力性能较差等问题,而这些问题都是和电源技术密切相关的,电动汽车实用化的难点仍然在于电源技术,特别是电池(化学电源)技术。目前制约电动汽车发展的关键因素是动力蓄电池不理想,而开发电动汽车的竞争,最重要的就在于开发车载动力电池的竞争。
电动汽车用动力蓄电池与一般启动蓄电池不同,它是以较长时间的中等电流持续放电为主,间或以大电流放电(起动、加速时),并以深循环使用为主。
:
1、高能量密度;
2、高功率密度;
3、较长的循环寿命;
4、较好的充放电性能;
5、电池一致性好;
6、价格较低;
7、使用维护方便。
、镍金属电池、锂离子蓄
锂离子蓄电池一般可分为锂离子电池和锂聚合物电池两种。
(4)高温钠电池
高温钠电池主要包括钠氯化镍电池(NaNiCl2)和钠硫蓄电池两种。钠氯化镍电池是1978年发明的,其正极是固态NiCl2,负极为液态Na,电解质为固态β-Al2O2陶瓷,充放电时钠离子通过陶瓷电解质在正负电极之间漂移。钠氯化镍电池是一种新型高能电池,它具有比能量高(超过100Wh/kg),无自放电效应,耐过充、过放电,可快速充电,安全可靠等优点,但是其工作温度高(250-350℃),而且内阻与工作温度、电流和充电状态有关,因此需要有加热和冷却管理系统。而钠硫蓄电池也是近期普遍看好的电动汽车蓄电池,它已被美国先进电池联合体(USABC)列为中期发展的电动汽车蓄电池,钠硫蓄电池具有高的比能量,但它的峰值功率较低,而且这种电池的工作温度近似300℃,熔融的钠和硫有潜在的毒性,腐蚀也限制了电池的可靠性和寿命。
(5)锌空气电池(Zinc-air)
锌空气电池是一种机械更换离车充电方式的高能电池,正极为Zinc,负极为Carbon(吸收空气中的氧气),电解液为KOH。锌空气电池具有高比能量(200Wh/kg),免维护、耐恶劣工作环境,清洁安全可靠等优点,但是其具有比功率较小(90W/kg),不能存储再生制动的能量,寿命较短,不能输出大电流及难以充电等缺点。一般为了弥补它的不足,使用锌空气电池的电动汽车还会装有其它电池(如镍镉蓄电池)以帮助起动和加速。
(6)超级电容
超级电容是为了满足混合电动汽车能量和功率实时变化要求而提出的一种能量存储装置,它是一种电化学电容,兼具电池和传统物理电容的优点。超级电容往往和其它蓄电池联合应用作为电动汽车的动力电源,可以满足电动汽车对功率的要求而不降低蓄电池的性能,超级电容的使用,将减少汽车对蓄电池大电流放电的要求,达到减少蓄电池体积和延长蓄电池寿命的目的。开发高比能量、高比功率、长寿命、高效率和低成本的超级电容,可以提高商业化电动汽车动力性(特别是加速能力)、经济性和续驶里程。根据电极材料的不同,超级电容可分为碳类超级电容(双电层电化学电容)和金属氧化物超级电容两类。
(7)飞轮电池
飞轮电池是90年代才提出的新概念电池,它突破了化学电池的局限,用物理方法实现储能。飞轮电池是一种以动能方式存储能量的机械电池,它由电动/发电机、功率转换、电子控制、飞轮、磁浮轴承和真空壳体等部分组成,具有高功率比、高能量比、高效率、长寿命和环境适应性好等优点。飞轮电池中的电机,在充电时该电机以电动机形式运转,在外电源的驱动下,电机带动飞轮高速旋转(可达到200000rpm),即用电给飞轮电池“充电”增加了飞轮的转速从而增大其动能;放电时,电机则以发电机状态运转,在飞轮的带动下对外输出电能,完成机械能(动能)到电能的转换。要开发适合电动汽车的实用性飞轮电池,就必须进一步提高它的安全性和降低成本。
(8)燃料电池
燃料电池是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能通过电极反应直接转化为电能的发电装置,它的基本化学原理是水电解反应的逆过程,即氢氧反应产生电、水和热。它不需要燃烧、无转动部件、无噪声、运行寿命长、可靠性高、维护性能好,实际效率能达到普通内燃机的2至3倍,加之其最终产物又是水,真正达到清洁、可再生、无排放的要求,是21世纪的首选能源。而且,燃料电池也不需要像其它电池那样进行长时间的充电,它只需要像给汽车加油一样补充燃料即可。据美国ABI调查公司预测,2011年全球燃料电池汽车的产量将达到240万辆,%,日本政府也计划在十年内普及燃料电池。2002年12月,日本丰田公司已向日本政府交付了第一批商用燃料电池电动汽车。燃料电池由正负电极、催化层和电解质构成,根据电解质的不同,燃料电池可分为磷酸型、质子交换膜型、碱性型、熔融碳酸盐型和固体氧化物型等几种,目前只有质子交换膜型燃料电池最适合电动汽车使用,我国研制成功的“中国氢动力首号车”使用的就是质子交换膜型燃料电池。一套较完整的燃料电池系统由以下几个部分组成:燃料处理部分、燃料电池、直流交流转换器和热能管理部分。
(9)太阳能电池
太阳能电池是一种把光能转换为电能的装置,太阳能已广泛用于照明、家用电器、发电、交通信号、地质、航天等领域。目前,部分机构也已研制出了使用太阳能电池的电动汽车样车,但是由于太阳能电池还存在光电转换效率不高、价格太高、电池系统配置较复杂等问题,近期内只能作为电动汽车的补充电源,还不能大规模的生产应用,但太阳能作为最清洁的、取之不尽用之不竭的能源,对它的研究和应用必将会取得长足的进步。
当前电动汽车正处于又一次发展高潮,电动汽车技术的全面发展,重点在能量存储技术和动力驱动系统技术两个方面。电动汽车动力驱动系统技术发展相对较快,因此随着能量存储技术的发展和突破,随着低成本、高能量密度、高功率密度的动力电池和低成本、质量轻、体积小的燃料电池商品化的实现,电动汽车必将成为21世纪的主流交通工具
蓄电池一般采用串联方式使用,即一只蓄电池的正极与另一只蓄电池的负极相连,将所有蓄电池连在一起,最后余下正负接线端子与电动气车对应接线相连,电动气车的电机、控制器、仪表等是蓄电池的用电负载,电动气车一般都有电池盒,从安装位置分有斜杠式,后插式和底盘式安装,其结构形状可谓五花八门。每家电动气车厂都各有特色。电池盒一般用工程塑料制成,其强度较好,重量较轻,安装方便。电池盒一般由底槽、上盖、蓄电池接触点及充电插座、电车锁等组成。底槽与上盖扣紧,并用自攻螺丝或螺栓紧固。电池盒是按蓄电池型号规格进行设计的,在整车设计时应考虑其良好的散热性能。
电动车蓄电池的充电
蓄电池不是用坏的而是充坏的”,这一说法绝非危言耸听,蓄电池充电性能好坏对蓄电池的使用寿命和使用性能起着举足轻重的作用,必须重视。
1、蓄电池对充电工艺的要求
认识蓄电池对充电工艺的基本要求,是分析各种充电技术的基础。蓄电池对充电的基本要求是:充电电流应小于或等于蓄电池可接收充电电流。否则,过剩的电流会使电解液过快地消耗掉,产生以下危害:
加大蓄电池的失水率,增加维护工作量,对于免维护电池,会造成蓄电池的早期失效;产生酸雾,造成环境污染,危害工人身体健康;使充电效率降低,造成能源的严重浪费。
充电过程,是放电电化学反应的逆反应过程,如果充电电化学反应过程在理想的状态下进行,这个过程应该是互为逆反应,即充入的电量与放出的电量应基本相等。但在严重析气的状态下,有效充电电化学反应过程消耗的电能达不到总电量的40%,即浪费电能60%以上。
气体的产生聚集在蓄电池多孔电极内部,减少了电解质与多孔电极的接触面积,即充电电化学反应界面大幅度减小,使充电化学反应速度降低,充电十分困难,充电时间延长。
严重的析气会损害蓄电池:①大量气体的产生对极板活性物有冲刷作用,使活性物质容易松软和脱落。②在较高的极化电压下,正极板的板栅会产生严重腐蚀,生成Pb02,这种腐蚀物与电化学生存的Pb02是完全不同的,是一种不可逆的氧化物,导电较差,并使板栅变形,脆裂,失去骨架和导电作用。因此在充电时应尽可能防止过充电。
长期充电不足,未反应的活性物质会产生不可逆的高阳性的大颗粒PbS04晶粒(即不可逆硫酸盐化)使蓄电池容量下降,内阻加大,充电难度加大,造成蓄电池早期损坏。因此,蓄电池要尽量保证充足电,防止不可逆硫酸盐化。
2、充电频次的选择
蓄电池充电深度对循环寿命影响很大,基本呈指数变化。这是由于正极活性物为Pb02,其结合牢度不高,放电时转化成PbS04充电时又转化成PbO2,而PbSO4的体积远比PbO2体积大(其体积之比约为2:1)。因此,对正极板而言,活性物将会膨胀收缩反复进行,使其粒子之间的连接逐渐脱落,使蓄电池活性物失去放电特性成为“阳极泥”,使蓄电池性能下降,直至寿命终止。放电深度越深,膨胀收缩量越大,对活性物结合力破坏越大,寿命越短;反之则循环寿命越长。
从理论上讲蓄电池使用时应尽量避免深放电,应做到浅放勤充,前提是有特别匹配的充电器与之匹配。但是实际使用中,由于蓄电池充电受充电器性能和蓄电池本身的
离散及充电习惯及充电速度影响,充电器的电压均比较高,或多或少都存在过充电。特别是充电多数在夜间进行,时间一般在6-10小时,平均8小时左右,若是浅放电,其充电很快就会到达末期,这时充电效率变低,会产生过充电。过充电时间比较长,加上频繁充电,就会使蓄电池寿命因充电受到较大影响。
最理想的充电要求根据实际情况而定,要参考平时运行频率、里程情况、蓄电池厂提供的说明,以及配套的充电器性能等参数制定充电频次。按绝大多数用户的情况,蓄电池以放电深度为50%-70%时充一次电最佳,这样可使蓄电池寿命达到最佳效果。实际使用时可折算成骑行里程,在需要时充一次电。
3、温度对充电的影响
蓄电池在高温季节运行,主要存在过充电的问题。蓄电池温度增高时,各活性物质的活度增加,正极析氧电位一下降,负极析氧电位也下降(负值下降),因此,充电时充电反应速度快,充电电流大,充电时需要的充电电压较低。为防止过高的充电电压,应尽量降低蓄电池温度,保证良好散热,防止在烈日暴晒后即充电,并应远离热源。
蓄电池在低温情况下,各活性物质活度降低,其电极上的Pb溶解变得困难,充电时消耗Pb后很难得到补充,所充电电流大幅度下降,正极板在-20℃时充电接受电流仅为常温的70%,而负极充电受膨胀剂的影响,低温充电接受能力更低-20℃的充电接受电流仅为常温下的40%。因此,低温条件下充电主要存在充电接受能力差、充电不足的问题,要求提高充电电压和延长充电时间。改善低温性能主要应从负极着手。低温使用时应采取保温防冻措施,特别是充电时应放在温暖的环境中,有利于保证充足电,防止不可逆硫酸的产生,延长蓄电池的使用寿命。
蓄电池的存储和使用期间,可定期进行活化充电,即所谓的均衡充电,这对防止蓄电池不可逆硫酸盐化非常有利,对蓄电池使用寿命很有好处,值得提倡。
五结论
六、感言
七、参考文献