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  • 关于铅酸蓄电池的工作原理以及它的性能特点分析

    关于铅酸蓄电池的工作原理以及它的性能特点分析

    在科学技术高度发达的今天,各种各样的高科技出现在我们的生活中,为我们的生活带来便利,那么你知道这些高科技可能会含有的铅酸蓄电池吗?铅酸蓄电池是化学电池中市场份额最大、使用范围最广的电池,特别是在起动和大型储能等应用领域,在较长时间尚难以被其他新型电池替代。铅酸蓄电池价格较低,具有技术成熟、高低温性能优异、稳定可靠、安全性高、资源再利用性好等比较优势,市场竞争优势明显。 定义:电极主要由铅及其氧化物制成,电解液是硫酸溶液的一种蓄电池。 英文名称:Lead-acid battery 。放电状态下,正极主要成分为二氧化铅,负极主要成分为铅;充电状态下,正负极的主要成分均为硫酸铅。分为排气式蓄电池和免维护铅酸电池。 与其他电池金属材料相比,铅资源相对丰富。铅储量和回收铅可确保铅酸电池行业在相当长的一段时间内可持续发展。铅酸电池的大规模应用不会长时间导致铅资源的短缺。铅酸电池的缺点是:能量密度低,循环寿命短,主要原料铅是一种有毒物质,在电池生产和再生铅加工过程中存在铅污染的风险,管理不善。可能导致环境和人类健康伤害。 电池主要由管状正极板,负极板,电解液,隔板,电池槽,电池盖,极柱,注液盖等组成。排气电池的电极由铅和氧化铅制成,电解液为硫酸水溶液。主要优点是电压稳定,价格低廉;缺点是比能量低(即每千克电池存储的电能),使用寿命短和日常维护频繁。老式普通电池的使用寿命通常约为2年,因此必须定期检查电解液的高度并添加蒸馏水。然而,随着技术的发展,铅酸电池的寿命变得更长,维护也变得更加容易。 随着新技术的突破和新结构的应用,铅碳电池,双极电池,无铅网格电池和其他先进的铅酸电池的不断出现改变了低质量能比和短周期生活。随着法律法规的逐步完善和管理水平的提高,铅污染的风险也可以得到预防和控制。它为铅酸电池行业的可持续发展注入了新的活力。将来,铅酸电池在备用电源,储能,启动和电源等应用中仍将发挥重要作用。 铅酸电池最明显的特点是它的顶部有一个拧松的塑料密封盖,上面有一个通风孔。这些填充盖用于填充纯净水,检查电解质和废气。从理论上讲,每次维护期间都需要检查铅酸电池的电解液密度和液位,如果短缺,应添加蒸馏水。然而,随着电池制造技术的升级,铅酸电池已经发展成铅酸免维护电池和胶体免维护电池。铅酸电池在使用过程中不需要添加电解质或蒸馏水。主要目的是使用正极产生氧气,氧气可在负极吸收以达到氧气循环,从而防止水分减少。 目前,大型工业化二次电池主要包括铅酸电池,镍镉电池,镍氢电池和锂离子电池。镍镉电池包含剧毒的镉元素,已逐渐被其他电池取代。当前,市场上使用最广泛的电池是铅酸电池,锂离子电池和镍氢电池。 铅酸电池是最便宜的二次电池,单位能量的价格约为锂离子电池或镍氢电池的1/3。另外,铅酸电池的主要成分是铅和铅化合物。铅含量高达电池总质量的60%。废旧电池的残值很高,回收价格超过新电池的30%。因此,铅酸电池的总体成本较低。 铅酸电池结构简单,再生技术成熟,回收利用价值高。它们是最容易回收和再利用的电池。全球回收铅的产量已超过原始铅的产量。美国铅酸电池的再利用率已超过98.5%,我国废铅酸电池的再利用率已达到90%以上。镍镉电池,镍氢电池和锂离子电池大多是小型电池,其组成复杂,再生成本高且难以回收。再生产业很难实现以市场为导向的运作。 以上就是铅酸蓄电池的一些值得大家学习的详细资料解析,希望在大家刚接触的过程中,能够给大家一定的帮助,如果有问题,也可以和小编一起探讨。

    时间:2021-02-23 关键词: 铅酸蓄电池 镉镍电池 氢镍电池

  • 中国移动公布了2019年至2020年Ⅰ类铅酸蓄电池产品集采中标结果

    中国移动公布了2019年至2020年Ⅰ类铅酸蓄电池产品集采中标结果

    中国移动日前公布2019年至2020年Ⅰ类铅酸蓄电池产品集采中标候选人,双登集团、江苏理士等五家公司入围。 具体中标候选人信息如下: 第1中标候选人:双登集团股份有限公司 投标报价:769388885.54元(不含税) 中标份额为27.78%; 第2中标候选人:江苏理士电池有限公司  投标报价:775046156.76元(不含税)中标份额为22.22%; 第3中标候选人:浙江南都电源动力股份有限公司 投标报价:762788735.79元(不含税) 中标份额为19.44%; 第4中标候选人:深圳市雄韬电源科技股份有限公司 投标报价:715644808.98元(不含税) 中标份额为16.67%; 第5中标候选人:风帆有限责任公司 投标报价:759017221.64元(不含税) 中标份额为13.89%。

    时间:2020-05-27 关键词: 中国移动 铅酸蓄电池

  • 电动汽车铅酸蓄电池的结构组成

    电动汽车铅酸蓄电池的结构组成

    电动汽车用动力电池主要有铅酸蓄电池、金属氢化物镍蓄电池、锂离子蓄电池、锌空气电池、超级电容器等。为大家讲解电动汽车铅酸蓄电池的分类与结构。铅酸蓄电池是指正极活性物质使用二氧化铅,负极活性物质使用海绵状铅,并以硫酸溶液为电解液的蓄电池。铅酸蓄电池主要用在低速电动汽车上。 铅酸蓄电池分为免维护铅酸蓄电池和阀控密封式铅酸蓄电池。 免维护铅酸蓄电池 免维护铅酸蓄电池由于自身结构上的优势,电解液的消耗量非常小,在使用寿命内基本不需要补充蒸馏水。它具有耐震、耐高温、体积小、自放电小的特点。使用寿命一般为普通铅酸蓄电池的2倍。市场上的免维护铅酸蓄电池也有两种:第一种在购买时一次性加电解液以后使用中不需要添加补充液;另一种是电池本身出厂时就已经加好电解液并封死,用户根本就不能加补充液。 阀控密封式铅酸蓄电池 阀控密封式铅酸蓄电池在使用期间不用加酸加水维护,电池为密封结构,不会漏酸,也不会排酸雾,电池盖子上设有溢气阀(也叫安全阀),其作用是当电池内部气体量超过一定值,即当电池内部气压升高到一定值时,溢气阀自动打开,排出气体,然后自动关闭,防止空气进入电池内部。 阀控密封式铅酸蓄电池分为玻璃纤维(AGM)和胶体(GEL)电池两种。AGM电池采用吸附式玻璃纤维棉作隔膜,电解液吸附在极板和隔膜中,电池内无流动的电解液,电池可以立放工作,也可以卧放工作;GEL电池以二氧化硅(SiO2)作凝固剂,电解液吸附在极板和胶体内,一般立放工作。无特殊说明,皆指AGM电池。 电动汽车使用的动力电池一般是阀控密封式铅酸蓄电池。 铅酸蓄电池的基本结构。它由正负极板、隔板、电解液、溢气阀、外壳等部分组成。极板是铅酸蓄电池的核心部件,正极板上的活性物质是二氧化铅,负极板上的活性物质为海绵状纯铅;隔板是隔离正、负极板,防止短路,作为电解液的载体,能够吸收大量的电解液,起到促进离子良好扩散的作用;电解液由蒸馏水和纯硫酸按一定比例配制而成,主要作用是参与电化学反应,是铅酸蓄电池的活性物质之一;溢气阀位于蓄电池顶部,起到安全、密封、防爆等作用。

    时间:2020-05-25 关键词: 电动汽车 铅酸蓄电池

  • 中国移动正式发布2020-2021年高功率铅酸蓄电池产品采购招标公告

    中国移动正式发布2020-2021年高功率铅酸蓄电池产品采购招标公告

    中国移动今日发布2020年至2021年高功率铅酸蓄电池产品集中采购招标公告,集中采购高功率铅酸蓄电池,预估采购规模约13.552亿W,采购满足期为1年。 本项目采用份额招标,中标人数量为5至6家。若中标人数量=6,即第一名23.91%、第二名19.57%、第三名17.39%、第四名15.22%、第五名13.04%、第六名10.87%;若中标人数量=5,即第一名27.78%、第二名22.22%、第三名19.44%、第四名16.67%、第五名13.89%。 本项目设置最高投标限价。投标人投标报价高于最高投标限价的,其投标将被否决。

    时间:2020-05-06 关键词: 中国移动 铅酸蓄电池

  • 中国移动发布了2020-2021年高功率铅酸蓄电池产品集中采购中标结果

    中国移动发布了2020-2021年高功率铅酸蓄电池产品集中采购中标结果

    中国移动今日发布2020年至2021年高功率铅酸蓄电池产品集中采购中标候选人公示,双登集团等五厂商中标。 中标候选人的投标报价及中标情况如下: 双登集团股份有限公司,投标价格:293425236.06 (不含税),中标份额为23.91%; 浙江南都电源动力股份有限公司,投标价格:287023230.91 (不含税),中标份额为19.57%; 山东圣阳电源股份有限公司,投标价格:297693239.49 (不含税),中标份额为17.39%; 风帆有限责任公司,投标价格:297693239.49 (不含税),中标份额为15.22%; 衡阳瑞达电源有限公司,投标价格:305162245.50 (不含税),中标份额为13.04%; 江苏理士电池有限公司,投标价格:329703265.25 (不含税),中标份额为10.87%。 根据此前发布的集采公告,此次集采规模约13.552亿W,采购满足期为1年。

    时间:2020-04-30 关键词: 中国移动 铅酸蓄电池

  • 铅酸蓄电池和锂电池解析

    铅酸蓄电池和锂电池解析

    铅酸蓄电池还是锂电池,有什么区别呢?随着电动车电池技术的更新,受限于锂电池的性能、性价比等原因想要取代取代传统铅酸电池大哥的地位还有很长一段路要走。我们一起看看到底谁更有利用价值?谁有更多的发展空间? 电动自行车一般用的电池有3种,铅蓄电池、镍氢电池、锂离子电池。锂电池电动自行车很轻巧,用电时间长,和铅蓄电池相比有哪些优缺点呢? 1、一台电动车的一半价格在电池上,锂电池比铅酸蓄电池价格高许多,锂电动车也就贵了许多。 2、质量上也就是续航力时间长,能够比铅酸电池跑的远。 3、使用过程中一定要注意防水,比铅酸电池难伺候。锂电池正极的二氧化锰,只沾一小滴水便可出现发热现象。锂电池中的氯化亚硫与水接触后,在生成盐酸和二氧化硫的同时释放热能,几种因素使锂电池成为生活中的“火种”,在使用锂电池时一定要注意防水、防潮湿。 4、我个人认为现在虽然已经有锂电车在卖,但销量不是很理想,不被大众所认同。从环保角度讲,锂电池比铅酸的环保。 5、铅酸电池现在可以修复,包括仪器加上手工维修,锂电池我不知道能不能维修。 电动车铅酸蓄电池和锂电池哪个好?相比而言铅酸蓄电池技术成熟,且75%原料可循环使用,因此价格相对便宜,更适合电动自行车消费者的购买能力。尽管未来锂离子电池的比例将会有所增加,但铅酸蓄电池仍将在电动自行车动力电池方面占主导地位,锂电池要想取代铅蓄电池的主导地位,还需要走很长的路。以上就是铅酸蓄电池和锂电池的对比解析,希望能给大家参考。

    时间:2020-04-04 关键词: 锂电池 电动车 铅酸蓄电池

  • 铅酸蓄电池产生短路原因以及处理方法

      铅酸蓄电池是目前大功率电源中应用的最广泛的一种高效能蓄电池,在使用的过程中会因为不同的原因造成短路,从而影响了整个蓄电池的使用。  铅酸蓄电池短路的主要原因:充电电流过大,单只电池充电电压超过了2.4V,内部有短路或局部放电、温升超标、阀控失灵。  铅酸蓄电池短路的处理方法:减小充电电流,降低充电电压,检查安全阀体是否堵死。定期充电放电。UPS电源系统中的铅酸蓄电池浮充电压和放电电压,很多在出厂时均已调试到额定值,而放电电流的大小是随着负载的增大而增加的,使用中应合理调节负载,比如控制计算机等电子设备的使用台数。一般情况下,负载不宜超过UPS额定负载的60%。在这个范围内,蓄电池就不会出现过度放电。铅酸蓄电池存放会因自放电而失去部分容量,因此,铅酸蓄电池在安装后投入使用前,应根据电池的开路电压判断电池的剩余容量,然后采用不同的方法对蓄电池进行补充充电。对备用搁置的蓄电池,每3个月应进行一次补充充电。可以通过测量松下蓄电池开路电压来判断电池的好坏。  以12V电池为例,若开路电压高于12.5V,则表示电池储能还有80%以上,若开路电压低于12.5V,则应该立刻进行补充充电。若开路电压低于12V,则表示电池存储电能不到20%,电池不堪使用。松下蓄电池在短路状态时,其短路电流可达数百安培。短路接触越牢,短路电流越大,因此所有连接部分都会产生大量热量,在薄弱环节发热量更大,会将连接处熔断,产生短路现象。蓄电池局部可能产生可爆气体(或充电时集存的可爆气体),在连接处熔断时产生火花,会引起蓄电池爆炸;若蓄电池短路时间较短或电流不是特别大时,可能不会引起连接处熔断现象,但短路仍会有过热现象,会损坏连接条周围的粘结剂,使其留下漏液等隐患。  所以在使用铅酸蓄电池的过程中,我们一定要注意,要正确使用蓄电池,绝对不能有短路产生。在安装铅酸蓄电池时,应使用的工具应采取绝缘措施,连线时应先将电池以外的电器连好,经检查无短路,最后连上蓄电池,布线规范应良好绝缘,防止重叠受压产生破裂。通过这些细致的工作,才能更好的预防铅酸蓄电池短路,使铅酸蓄电池更安全的使用,寿命也更长。

    时间:2019-03-21 关键词: 电源技术解析 铅酸蓄电池

  • 详解汽车蓄电池保养方法

    天气逐渐变化,人们开始添衣保暖,以防感冒。同样,汽车也随着季节的变化出现这样那样的故障。经过了夏天的暴晒和雨淋,汽车蓄电池的连接处极可能出现氧化等故障。蓄电池是汽车上的主要储能装置,为车辆上的所有电子系统提供电力,其重要性毋庸置疑,现代化的汽车电子化程度越来越高,其对汽车蓄电池的依赖性就越强,电池缺电将会导致整车瘫痪。因此,汽车电瓶的维护和保养就变得十分重要。  两种蓄电池  一般轿车上使用的电池为铅酸蓄电池。常见的铅酸蓄电池有两类,一类是加水型铅酸蓄电池,另一类是免维护型铅酸蓄电池。目前市面上80%以上的车型用的蓄电池是免维护铅酸蓄电池。  加水型铅酸蓄电池:普通蓄电池的极板是由铅和铅的氧化物构成,电解液是硫酸的水溶液。它的主要优点是电压稳定、价格便宜;缺点是比能低(即每公斤蓄电池存储的电能)、使用寿命短和日常维护频繁。  免维护型铅酸蓄电池:免维护蓄电池由于自身结构上的优势,电解液的消耗量非常小,在使用寿命内基本不需要补充蒸馏水。它还具有耐震、耐高温、体积小、自放电小的特点。使用寿命一般为普通蓄电池的两倍。市场上的免维护蓄电池也有两种:第一种在购买时一次性加电解液以后使用中不需要维护(添加补充液);另一种是电池本身出厂时就已经加好电解液并封死,用户根本就不能加补充液。  两种维护保养方法  轿车用的蓄电池使用超过2年后,容量及放电能力将会下降。一般车用蓄电池寿命不会超过4年。当然了,保养良好的蓄电池的寿命会更长。一起了解一下加水型铅酸电池和免维护型铅酸电池的保养方法。  免维护型铅酸蓄电池  注重:定期检查魔眼并保持电量充足。  由于免维护型电池没有加水孔以及电池液液位刻度。我们需通过电池上的“魔眼”来判断蓄电池的状态。魔眼为绿色表示电池正常,充电足;魔眼为黑色表示需要充电;魔眼为白色表示电池需要更换。  此外,我们一般会使用电压表来检查电池电压,虽然能检测出电池的电压值但却不能检查出电池带负载能力的好坏。为检查出电池的实际状况,我们应该使用专用的电池检测仪检查电池的放电能力及带负载的能力。  加水型铅酸蓄电池  注重:电池液液位及电池液密度  铅酸电池的电池液是由硫酸和蒸馏水混合而成的。电池放电时,水会变多而硫酸会变少,这就导致电池液密度降低;充电时,则相反,水会变少而硫酸会变多。电池液浓度则反映了电池液中水和硫酸的比例。正常的电解液密度为1.28(夏天)/1.29-1.30(冬天)(单位为克每立方厘米)。  作为车主,我们应该定期检查电池液液位。当电池液不足时应添加蒸馏水至适当液位。在为电池添加蒸馏水后,我们应该检查电池液密度,时刻保持电池液密度在合理的范围内。  小编寄语:  对于用户而言,蓄电池保养非常关键,是蓄电池寿命延长的必要措施,然而,不同的蓄电池保养方法不同,不能一概而论,应根据所使用的蓄电池特点,采取不同方法进行保养,这样才能达到预期效果。

    时间:2019-03-18 关键词: 汽车电子 电源技术解析 铅酸蓄电池

  • 基于直流高压的小密铅酸蓄电池池壳检测的开发

    基于直流高压的小密铅酸蓄电池池壳检测的开发

      1﹑引言  随着铅酸蓄电池质量的不断提高,其应用范围越来越广泛。目前大部分蓄电池壳生产厂家在蓄电池池壳注塑后仅凭人工检测注塑效果,以剔除不合格品。而在池壳注塑过程中受温度及材质等因素的影响,池壳可能出现气孔、毛毗等缺陷,由于小密铅酸蓄电池的池壳各单格相互连结的隔板比中、大密电池薄,小密蓄电池各单格之间的间距也较小,所以仅凭人工检测很难发现池壳的某些缺陷,等到半成品电池时再通过检测仪器剔除因此造成的不合格品就为时过晚,已经浪费了大量的人力、物力。针对这种情况,我们参考国外相关成品电池密合度检测设备中的高压检测原理,成功开发出了物美价廉的池壳检测机。它适用于各类大、中、小密铅酸蓄电池池壳的检测,对小密铅酸蓄电池尤其有推广价值。  2、检测原理  在注塑后的蓄电池池壳的隔板两边紧贴隔板分别放置两块厚铜板,其中一块铜板接直流高压,另一块铜板接地线,在两块铜板之间加1.5万伏~3万伏直流高压,通过检测泄漏电流的大小来判断池壳好坏,当池壳隔板有气孔或有毛毗等缺陷时此处隔板变薄,承受高压的能力差,空气电离严重,泄漏电流比正常池壳明显增大,当检测到的泄漏电流大于设定泄漏电流时我们用声光报警来表明此电池不合格。 (设定的泄漏电流值根据实际情况定)。以一只12V 6单格的小密铅酸蓄电池为例,其池壳的高压接线如图1。图112V电池(6单格)的高压接线图  3、主电路的构成  池壳检测机对电池壳检测的关键在于直流高压的产生,其主电路如图2。  图2 池壳检测机主电路的构成  图中TM1为调压器,TM2为高压变压器,TM2产生的高压经高压二极管D1整流得到0~3万伏(峰值电压)的直流高压。高压电阻R1、R2为限流电阻,我们以电压表V来间接指示实际的高压值,也就是以高压变压器TM1初级的低压送入电压表,其表头上指示的电压数值是根据高压变压器初、次关系换算后的高压值。这样处理既可节约成本又可保证安全。本设备将P21点电压送至另一比较环节,此电压与设定的泄漏电流比较来控制是否声光报警,以此剔除不合格品。由于电池壳的材质略有不同,空气湿度也有变化,各种因素都可能引起合格电池壳情况下P21点的电压发生微小变化,这种变化已足以导致设备误判断。为了解决这种问题,我们在主回路中串入了不同的电阻(虚线框中),以调节旋钮SA来作出选择,用以抵消各种影响,可避免设备的误判断。  4、直流高压的绝缘、元器件的耐高压及高压安全等问题  直流高压产生的原理并不复杂,本设备的关键还在于另外几个方面  首先是高压的绝缘问题。高压的绝缘如果处理不好,不但影响设备的正常工作,对人身的安全也有很大的隐患。其次是元器件的耐高压问题,如果元器件的选用达不到要求,设备将不能达到长时间工作的用户要求。另外因为高压对人的危险性,我们应特别注意高压的安全处理。围绕以上问题我们做了大量细致的工作。我们将高压变压器用真空环氧树脂全封闭浇铸,对高压变压器进行了严格的高压绝缘测试。主回路额定电流虽然较小,但额定耐压是实际高压的1.5~2倍,所以通过高压的导线全部采用额定耐压为实际电压的1.5~2倍的高压导线。在导线的连线上,我们将低压回路与高压回路分开,并充分考虑了导线走线的方向。高压元器件的安装与低压控制器件的安装也完全分开,可防止高压磁场对低压控制系统的干扰,同时也增加了设备的安全性。对高压元器件的安装载体我们做了大量的技术咨询工作,我们选用耐高压且价廉的PP板做成箱子,高压元器件安装在PP板箱内,为防止高压空气电离、尖角放电等情况的发生,我们将高压元器件之间进行了相互隔离。为了保证设备的安全,本设备充分考虑了高压的无裸露及接地的安全处理,达到了设备使用的较高要求。  5、结 语  该设备使用了半年多,整机运行稳定可靠,检测速度快,判断准确,用户反馈意见良好。该产品能减轻工人的劳动强度,提高产品的质量和生产效率,在小密铅酸蓄电池生产中有较高的推广价值。

    时间:2019-03-15 关键词: 电源技术解析 铅酸蓄电池

  • 基于PIC单片机的数字式智能铅酸电池充电器的设计

    基于PIC单片机的数字式智能铅酸电池充电器的设计

    0 引言铅酸蓄电池由于其成本低、容量大、安全可靠等特点,在通信、电动汽车、军事、航空航天等各个领域都有广泛的应用。电池的性能好坏、使用寿命的长短直接影响到电子产品的使用寿命和使用安全;而充电器的好坏又直接影响到电池的使用寿命。因此研究低成本又有智能管理功能的充电器是有实际应用价值的课题。1 目前智能充电器的几种结构[1]1.1 基于专用芯片的管理系统现在,UNITRODE 公司已开发出系列电池管理专用芯片。因为电池管理中采用最多的就是控制充电电压及充放电电流,电池管理芯片正是抓住了这一点,为VRLA 电池研制了具有四状态管理的专用控制芯片,可以智能地实现带温度补偿的四状态管理方案:涓流充电模式、大功率充电模式、过充电模式和浮充电模式。不同的电池要有不同的芯片控制,因此,用专用芯片做管理系统其灵活性较差,1.2 基于监控测量的蓄电池管理系统在给电池充电的过程中,涉及到电池工作电压、工作电流、温度等参数,这些都是表征电池状态的重要参数。采用传感器提取这些参数,然后再配合故障诊断、遥控遥测、自动报警和事故现场处理等功能,就可以组成一个电池管理系统。如图1所示。1.3 与电源设备一起构成的蓄电池充放电管理系统在通讯、供电系统中,为了保证电网掉电时蓄电池组能及时补充电能,在规定时间内向负载供电,保证通信或电力合闸系统的正常运转,通常是将电池组直接挂接在电源模块输出端。当电网正常工作时,电池组工作在浮充状态,起到平滑滤波和保持容量(补充自放电的容量损失)的作用。一旦电网掉电,蓄电池组立即投入工作,当电网恢复,电源模块立即对电池进行充电。如图2 所示。这样的一个系统由于和电源模块联系起来,所以,可以从充放电过程上来优化电池工作状态,电池充电成为可控的过程,建立在这样一个系统上的监控单元应该具有第一种监控系统中所有功能,并且可以和电源模块直接“对话”,根据要求对电池进行管理,并且可以实时监控电池的放电状态,对电池的工作进行优化[2]。因此,电池组的工作会更加可靠,可控性和智能化程度也会更高。但是这样一个系统存在的主要问题是:(1)没有解决电池组串联运行过程中不均衡 现象的问题,这也是电池失效的重要原因之一;(2)一般只完成了电池生产厂家提供的充电曲线,对于电池在使用过程中发生的其它问题控制不够全面,例如深度放电后的涓充问题等。在将来,充电器的发展方向是智能化、数字化、集成化。智能化可以使电池的管理做到全自动,无需人员监管,真正做到免维护。数字化和集成化可以减少管理系统的体积和重量,减少系统的复杂度。2 目前几种充电方式[3]铅酸蓄电池的充电方法目前主要有恒流、恒压、恒压限流、脉冲充电、Reflex充电法。2.1 恒流充电恒流充电方式是一种简单的充电方法。但是,恒流充电有其局限性:对电池过充电就会造成电池寿命的缩短,而过小电流又会延长充电时间。2.2 恒压充电恒压充电用简单的控制方法很容易就能实现。在充电的初始阶段,由于电池的电压很低而造成充电电流很大,这对电池会造成损害。当电池电压达到一定值之后,电流就会随之减小。这种充电方法的缺点就是会造成温度上升和电池的寿命减少,并且在开始时电流很大,而后来快充满时电流又很小,就无法充分利用充电器的容量。2.3 恒压限流法恒压限流法实际上是将恒压充电和恒流充电相结合,又可称为混合充电法。在充电开始阶段,由于电池电压过低,为避免电流过大而损坏电池,就采用恒流充电法来限制充电电流。但电压达到预定值时,进入恒压充电方式。恒压限流方式是大多数电池厂商推荐的充电方式。由于蓄电池充电电压较低,充电后期电流很小,因此电解液中产生的气泡很少,可以节省电能、降低蓄电池的温升,避免损坏电池的极板。恒压限流方式是一种很有效的充电方式,加上过充判断、浮充控制、温度补偿等就可以形成一个简单的充电管理系统,蓄电池可以在这个系统下更好地工作。2.4 脉冲充电[4]在充电过程中,只要充电电流不超过蓄电池可接受的电流,蓄电池内部就不会产生大量的气泡。蓄电池中产生的极化现象会阻碍充电,并且使出气率和温升显著升高。因此,极化电压是影响充电速度的重要因素。用周期性的脉动电流给电池充电可以使电池有时间恢复其原来状态,减小极化现象的影响,解决快速充电面临的难题。但是目前这种充电方式还在研究阶段,对于采用多大的脉冲周期,占空比又是多少之类的具体问题还没有一个定论。2.5 ReflexTM充电方式Reflex 充电方法是脉冲电流法的改进:一个周期是由一个正脉冲后加一个负脉冲,然后才是空闲时段。这样就强制消除电池的极化现象,使得电池充电时可以更快而又不损害电池的使用寿命。这种充电方式与脉冲充电方式一样,仍然处于研究阶段。3 数字式智能充电器的设计3.1 系统结构和充电方案的设计本文中设计的系统是一个针对12 V/(200~500Ah)的铅酸蓄电池智能充电系统。采用半桥作为主功率拓扑,开关频率取80kHz左右。对于一个智能管理系统,控制模块无异于它的大脑。充电器的所有动作都是由它来决定和控制的,所以控制模块的选择关系到整个系统的优劣。由于系统需要多个A/D 转换器,但不需要扩展存储器也不需要通讯,根据以上特点我们选择了MICROCHIP 公司的PIC 系列PIC16C73 单片机。图3 所示为智能充电器的系统框图。单片机是智能充电器的核心部件,它根据电流、电压采样以及温度采样做出温度补偿后的PWM波形输出,经过驱动电路提供给功率电路,并且决定了智能充电器的工作状态,可以在必要的情况下做出保护动作。意外故障保护电路可以在单片机失效的情况下对电路进行强制保护,起到双重保险的作用。报警显示部分用若干个LED表示系统的运行状态,简单有效。充电方式采用恒压限流法。恒压限流充电模式分两个阶段,第一阶段是恒流阶段,即系统给定电流值,给电池以恒定电流充电,当电池的电压达到系统给定的转化值,就转为第二阶段———恒压阶段。恒压转化值会影响充入电量的多少。由图4 可知,当恒压转化值(Vref)设置的较低时,充入的电量不足(图中阴影部分就是少充入的容量),没有充分利用电池的容量,长期工作,会引起电池容量丢失,这就要求把恒压转化值设高。但是恒压值较高,容易在充电末期引起过充电,这同样会导致电池容量丢失。为了解决这个矛盾,系统引进了第三个阶段———浮充阶段,这样就可以把恒压转化值设置的比普通恒压限流模式高,这样可以保证充入足够的电量,在充电末期转入浮充阶段,用稍低的电压浮充充电,从而保证不会过充电。三阶段充电方法保证了充电末期不过充,同时又能达到满充的目的,是一种成本较低的通用蓄电池充电解决方案。3.2 软件系统的设计图5 为系统软件的程序流程图。根据电池的端电压决定充电器工作在何种充电状态。我们做的是全数字化的改良型PI 调节环,由于PI 调节的积分环在前期对误差进行积累,为了不让积累的误差影响系统的稳定性,所以我们在误差等于0 时,对原有积累的误差清零。当误差等于±1 时,只进行积分运算,减慢调整速度,避免产生振荡。铅酸蓄电池的充电电压需要根据环境温度进行调整,以-4 mV/℃的补偿系数来调整。因此我们加入了温度补偿的功能。4 实验结果图6 为用电子负载模拟电池三阶段充电过程的波形图。从图6 中我们可以看出智能充电系统能够方便地实现各个充电状态的转换。5 结语用PIC 单片机可以实现全数字化的电池充电管理,结构简单,成本较低,并且具有很高的灵活性,通过改变软件内设置的恒流参考值和恒压参考值就可以改变系统的恒流电流和恒压电压值,使得系统在不改变系统硬件设计的情况下实现给多种不同容量的铅酸蓄电池充电。另外可以实现有效的电池充电管理和保护功能,达到智能化控制。参考文献[1] 罗光毅.蓄电池智能管理系统[D].浙江大学硕士论文,2003.[2] Kiyokawa I, Niida K, Tsujikawa T, et al. Integrated VRLAbattery Management System [A]. Telecommunications Energy Conference, 2000. INTELEC. Twenty –second International Volume[C]. 2000, 703-706.[3] Hua Chih-Chiang, Lin Meng-Yu. A Study of Charging Control of Lead-Acid Battery for Electric Vehicles [A].Industrial Electronics, ISIE 2000. Proceedings of the 2000 IEEE International Symposium Volume [C]. 2000,135-140.[4] Cope R C, Podrazhansky Y.The Art of Battery Charging [A]. Battery Conference on Application and Advances,1999. The Fourteenth Annual[C]. 1999, 233-235.[5] 窦振中. PIC 系列单片机原理和程序设计[M]. 北京: 北京航空航天大学出版社,2003.作者简介周震宇(1982-),男,硕士研究生,研究方向为电力电子技术。张军明,男,博士,研究方向为电力电子技术。钱照明(1939-),男,教授,博士研究生,主要研究方向为电力电子应用技术,电力电子系统电磁兼容设计,电力电子系统集成。

    时间:2018-12-04 关键词: 电源技术解析 数字控制 智能充电器 pic16c73 铅酸蓄电池

  • 确保阀控式密封铅酸蓄电池端电压的一致性研究

    因具有节省投资、安装简便、安全可靠、使用方便等特性,阀控式密封铅酸电池(以下简称阀控式电池)在实际应用中被大量应用。但由于对其使用要求缺乏了解,并沿用旧的均衡充电制度,对电池造成较大的危害。1.取消均衡充电的理由(1)何谓均衡充电所谓均衡充电,就是均衡电池特性的充电,是指在电池的使用过程中,因为电池的个体差异、温度差异等原因造成电池端电压不平衡,为了避免这种不平衡趋势的恶化,需要提高电池组的充电电压,对电池进行活化充电。(2)无须均衡充电的理由首先,均衡充电的概念的概念是在老式铅酸电池使用中提出的目前大的多数的阀控式电池都明确提出“电压均衡、化成彻底”。而“电池内不形成酸层,无需进行均衡充电”。对于2.4V单体电池的充电电压的定义是加速充电,即“FASTCHARGE”,而非“EQUATION”。其次,均衡充电会对阀控式电池造成损害。均衡充电电压对于大多数电池来说,都是较高的浮充电压。此时,大多数正常电池都处于过充电状态。不能复合的气体在电池内部形成一定的压力,压力超过安全控制阀阀值时,阀门打开,气体从控制阀中排出。在以前的电池维护中,伴随着均衡充电的过程是进行电池比重的调整,也就是说采用添加蒸馏水的办法补充水量,以保持电池的均衡性。但在免维护电池中,在现有的维护制度下是不加水的,这样一来,将不可避免造成电池的失水、电池干枯。取消均衡充电后,如何保证电池端电压的一致性(1)电池端电压的决定性因素首先,主要起决于电解液的浓度和极板材料。电池失水,电解液浓度必然增大,使电池的端电压升高。其次,与安全阀的开启有关。如安全阀的压力过低,必将造成电池过早失水、端电压上升。此外,串联电池之间的连接状态是不同的,浮充时,会出现充电不足。当电池遇到深放电再进行恢复性充电时,难以恢复,这将造成电池端电压偏低。(2)电池端电压的保证手段既然电池会存在端电压不一致的情况,又不允许电池进行均衡充电,那么应如何确保电池端电压的一致性?首先应从电池的原材料、生产环节保证电池电压的一致性。比如电池材料的选择,特别是电解液、极板、压力控制阀等关键材料的选择。其次要确保电池安装的质量,保证电池安装状态的一致性。如,电池的连接方法、扭力的均衡性等。另外还要在维护中予以关注。对于某些落后的电池要进行恢复性充电,同时还要适当调节电池的电解液;应定期检查压力控制阀的工作状态。

    时间:2018-09-06 关键词: 电源技术解析 一致性 端电压 均衡充电 铅酸蓄电池

  • 阀控式密封铅酸蓄电池的均衡充电原理

    阀控式密封铅酸电池(以下简称阀控式电池)由于具有节省投资、安装简便、安全可靠、使用方便等特性,在实际应用中被大量使用。但由于对其使用要求缺乏了解,并沿用旧的均衡充电制度,对电池造成较大的危害。1.取消均衡充电的理由(1)何谓均衡充电所谓均衡充电,就是均衡电池特性的充电,是指在电池的使用过程中,因为电池的个体差异、温度差异等原因造成电池端电压不平衡,为了避免这种不平衡趋势的恶化,需要提高电池组的充电电压,对电池进行活化充电。(2)无须均衡充电的理由首先,均衡充电的概念的概念是在老式铅酸电池使用中提出的目前大的多数的阀控式电池都明确提出“电压均衡、化成彻底”。而“电池内不形成酸层,无需进行均衡充电”。对于2.4V单体电池的充电电压的定义是加速充电,即“FASTCHARGE”,而非“EQUATION”。其次,均衡充电会对阀控式电池造成损害。均衡充电电压对于大多数电池来说,都是较高的浮充电压。此时,大多数正常电池都处于过充电状态。不能复合的气体在电池内部形成一定的压力,压力超过安全控制阀阀值时,阀门打开,气体从控制阀中排出。在以前的电池维护中,伴随着均衡充电的过程是进行电池比重的调整,也就是说采用添加蒸馏水的办法补充水量,以保持电池的均衡性。但在免维护电池中,在现有的维护制度下是不加水的,这样一来,将不可避免造成电池的失水、电池干枯。2.取消均衡充电后,如何保证电池端电压的一致性(1)电池端电压的决定性因素首先,主要起决于电解液的浓度和极板材料。电池失水,电解液浓度必然增大,使电池的端电压升高。其次,与安全阀的开启有关。如安全阀的压力过低,必将造成电池过早失水、端电压上升。此外,串联电池之间的连接状态是不同的,浮充时,会出现充电不足。当电池遇到深放电再进行恢复性充电时,难以恢复,这将造成电池端电压偏低。(2)电池端电压的保证手段既然电池会存在端电压不一致的情况,又不允许电池进行均衡充电,那么应如何确保电池端电压的一致性?首先应从电池的原材料、生产环节保证电池电压的一致性。比如电池材料的选择,特别是电解液、极板、压力控制阀等关键材料的选择。其次要确保电池安装的质量,保证电池安装状态的一致性。如,电池的连接方法、扭力的均衡性等。另外还要在维护中予以关注。对于某些落后的电池要进行恢复性充电,同时还要适当调节电池的电解液;应定期检查压力阀的工作状态。发布者:小宇

    时间:2018-09-05 关键词: 电源技术解析 均衡充电 阀控式 铅酸蓄电池

  • 铅酸蓄电池内阻测试检测方法

    内容提要 测量铅酸蓄电池的欧姆电阻来检测蓄电池的技术状态,这种方法的运用越来越受到人们的欢迎。艾诺斯EnerSys公司根据内阻仪制造商的建议,一直致力于自己生产的验证蓄电池的商用测试设备,以及使用这些设备测得的数据。随着时间的推移和实践的检验,欧姆测量已经向人们证明它可以预期蓄电池的寿命。但是,必须指出的是,在实际应用中必须考虑到人工读数所带来的测量误差,片面地使用这种读数有时会导致错误的结论。 欧姆电阻的应用,通过国际电工协会的刊物,电池生产商以及测试设备制造商,得到了很好的证明。总而言之,这些组织推荐根据蓄电池全寿命期内阻值的变化趋势来预测蓄电池的寿命。越来越多的蓄电池用户向我们索取蓄电池内阻参考值,作为保修或者是更换的依据。 基于市场的经验和客户的需求,艾诺斯EnerSys完全支持这项技术的运用。针对消费者,产品,设备和一些具体的应用案例,我们制定了一定的流程和操作程序。这些操作程序可以作为更换蓄电池的准则。然而,艾诺斯出版的蓄电池使用说明书和IEEE蓄电池维护标准中所列举的常规的蓄电池维护规程将必须像以往一样予以重视。 内阻测试产生的背景 直到大约20年前,几乎所有的固定式铅酸蓄电池的容器都是由透明的材料做成的,而且都是电解质富液式设计。电池购买者和和他们的维护技工有非常实用的工具来对蓄电池的健康状况以及变化趋势进行衡量,检测和判断,如电解液比重的测试仪,电解质温度的测试仪,单节浮充电压测试仪,视觉观察电池内部结构变化。 20世纪80年代前中期,随着阀控式密封铅酸蓄电池的使用量越来越多,自从蓄电池的设计采用了不透明的容器和固定在凝胶或多孔隔膜的贫液式电解质系统,维护技术员不能再使用上述工具。他们能够使用的方法只有电压测试和定期放电测试。加上早期的蓄电池设计存在寿命较短、先天的缺陷,突发性失效等问题,人们开始寻求针对阀控式密封铅酸蓄电池的健康检测工具。 各种仪器制造公司注意到了这一难题,并开始设计/制造/销售这些测试设备,以确定蓄电池内部电阻,如阻抗,电导和内部阻力,用于评估阀控式密封铅酸蓄电池的健康状况。 此外,还必须注意到,追溯到20世纪90年代初EnerSys公司和那些先驱的蓄电池制造公司积累了大量的欧姆测量装置经验。 内阻的定义和测试方法 本文使用的信息、用语、释义中来自美国电气和电子工程师协会IEEE标准1187-1996。 欧姆测量值提供有关电池或电池组单元电路的连续性的信息。 蓄电池内部电阻测量包含了若干因素,包括的内容不仅限于物理连接电阻,电解质的离子导电性,和发生在极板的表面的电化学过程。对于6伏以上的多格的电池。格与格之间的连接还会对测试值产生额外的影响。可以通过以下技术来测试蓄电池的内阻: a)阻抗测量可通过给电池施加一个已知频率和振幅的电流信号,然后测量在单节或整组电池上的产生的交流压降。交流电压是由单节电池的正极和负极端子或者最小单元格测得。再用欧姆定律计算由此产生的阻抗,计算是由仪表自动完成的。 b)电导率可以通过给某节电池上施加一个的已知频率和振幅的电压,测试流过该电池上电流的变化值,电导便是在同一相位的交流分量和电压幅值的比值。 c)电阻测量是给蓄电池施加一个负载,然后测量流经电池上的各个阶段的电压和电流。欧姆值便是靠用电压的变化率除以电流的变化率得到。 内阻测试设备的可用性和标准化 至今为止,电池维护技术员有很多品牌的欧姆电阻测量设备可供选择,然而这对于整个产业来说并不是一个利好消息。不幸的是,随着市场的成长和竞争地加剧,并没有针对此测试方法形成一个标准或者法规。有些厂商使用高频,有些使用低频,而还有一些使用多频。由于这一原因,不仅同一节电池的阻抗和电导读数不相兼容,而且不同厂家设备的阻抗读数和电导读数分别都不相兼容。使用较短时间放电数值和使用电压和电流注入法测试数据也不相容。可以说,从标准化数据的角度上讲,该行业的状况是如此混乱。 内阻测量的测试实施 在确定蓄电池容量的百分比或安时数时,欧姆电阻测量到底在什么地方不能取代长时间的深度放电?尽管许多人之前已经做了大量了工作,也发表了很多相关主题的文章,但是目前还并没有结论性的依据,关于判断电池容量的方法也没有得到业界一致认可和肯定。 使用欧姆读数的正确方法应该是,把它作为一种检测蓄电池一段时间的变化趋势的工具,用它来判断在浮充状态下的蓄电池组中落后蓄电池和可能存在故障的隐患。 当电池组安装并趋于稳定之后,我们采集一组初始的欧姆电阻读数。因为这个阶段,在电荷的状态,铅的纯度,化合效率,凝胶稳定等状态会发生很大的变化。相对于初始读数来说,50%左右的变化是经常发生的。如果有些电池超过这个数据,那么很有必要对电池组进行均衡性充电,可能的话,再做一次容量测试。 当这组蓄电池运行了6个月之后,之前提到的区分将会趋于平缓。这时候应该记录另一组欧姆读数,把它们作为的基准读数。从这时开始,单节电池的读数应该在整组平均值30%的以内。 这些个别电池基准读数将作为今后趋势分析的基准。在此后的使用中,每个季度测试一次欧姆读数、记录、并与基准读数进行比较。如果一节电池欧姆读数变化应超过基准值的50%,需要对其进一步评估,以确定原因。单节电池核对性放电是这种评估的一部分。 内阻测量的应用效果 如前所述,欧姆读数不能,也不应该用来预测电池或电池组的实际容量。 电池趋势模式中的欧姆读数是用来查找落后电池的一个非常有效的工具。由于电解质比重变化,电解液干涸,电池槽/盖/密封处/排气阀泄漏,凝胶恶化,隔离层恶化/短路,边缘短路,或极板网栅腐蚀。这些类型的电池失效形式经过时间的积累慢慢地将会使欧姆读数逐渐产生偏离,就像上文提到的这些欧姆读数会超过临界值50%。 有一种蓄电池失效形式是用欧姆读数趋势分析不能及时地检测出来。这种情况下欧姆测读数是正常的,但这种电池会快速地或者突然失效,这种失效形式就是负极板腐蚀。 在很多的文献资料当中都有负极板腐蚀产生的原因,预防方法方面的介绍。在这里我们将不重复这些细节。下面对这个问题做简短的说明,在铅酸蓄电池中,某个特定的环境中,负极/极板/倒流排的侵入性腐蚀速度会非常快。通常情况下,汇流排有足够的厚度和横截面使得内阻值正常,当这种状况持续到一定极限,电池腐蚀会进行很快直到开路。这种开路失效是一种非常严重的情况,它可以使整个蓄电池组的电力将会立即消失,用户将会完全失去后备的蓄电池。在正常的维护规范中,欧姆读数会在一个月或者更长时间的间隔内测量一次,这样的话一般来说它就不具有预测负极板失效的作用。 蓄电池厂家提供的欧姆读数 经越来越的客户请求或者要求蓄电池厂家提供欧姆参考值。但厂家提供的数据往往是有问题的。它不精确的,甚至有时候误导客户。 蓄电池制造厂家采集的欧姆数据会有两大用处: (1)生产中的落后电池鉴别——这是一种合理而且有用的技术,它能够帮助电池生产商筛选出问题电池。然而,如果电池生产商将放电测试作为电池生产工艺的一部分的话,那么测试欧姆数据就没必要了,因为放电测试便会鉴别出落后电池。如果电池生产过程中没有进行放电测试的话,那么发货前的欧姆测量将会很重要。这些读数是电池在开路的状态下测得,一般来说,偏移均值50%的电池应该进行进一步的放电测试评估。 (2)作为客户使用基准读数。工厂提供的欧姆数据的有用性是很值得怀疑的,可以说对电池用户没有太大意义。为使测试数据有价值,电池数据的采集必须在浮充状态下进行。因为大多数的生产商在生产过程中,并没有使电池在浮充状态下持续足够长的时间,长时间的浮充是蓄电池性能稳定必须经历的一个过程。这有在这个阶段结束后,测得的数据才有意义。 另外如果蓄电池制造厂给出的内阻值是使用生产商ABC内阻仪测得的,而客户的维护技工所使用的内阻值却来自XYZ生产商的内阻仪,那么生产商给出的数据对于客户来说就没有意义。由于业界可得到许多种测试仪器,因此蓄电池制造商使用每种仪器都测一遍内阻是不现实的。如果蓄电池厂给出的是阻抗读数,而蓄电池用户使用的是电导和内阻读数,情况会更加糟糕。 甚至在某些极端的情况下,尽管蓄电池厂和客户都使用的是由同一设备所测量的蓄电池内阻读数,蓄电池厂的内阻读数有时候却与用户测得的内阻值有很大的差异,不能作为判断电池长期趋势的基准值,这是因为这些电池在装运,储存和前几个月的浮充使用中内阻值会发生变化。 富液式电池的欧姆读数 上面的多数段落描述的事实都是针对阀控式密封式铅酸蓄电池,但是基理也同样适用于固定型富液式电池。正如背景段落中描述的那样除了内阻仪以外,还有好多可用的工具来评估富液式电池的健康状态。而且前面所讨论的局限性和有效性也基本相同。唯一的例外是关于负极部分的腐蚀的讨论,因为在富液电池中电解液的高度保持在极板上方,负极部分的腐蚀是不会发生。 结论 1 欧姆测量不能作为放电测试的替代方法,而且也不能用来预测的容量绝对值 2 在现场维护时内阻仪能够作为判断蓄电池运行一段时间内变化趋势的工具,用来检测出落后电池,但有时需要对落后蓄电池进一步评估来确定落后的真实性。 3 在现场维护中,产商工厂的给出欧姆测量值会误导客户,用它作为基准值判断蓄电池的变化趋势意义不大。 4 在生产过程中没有进行放电核容测试的蓄电池产商可以使用欧姆测量读数检验落后电池。 5通过观察电解液的沉淀物的数量和颜色是富液式电池测试的首选,除此以外,还有其他可用来检测富液式电池的工具,包括电解液比重,液面和温度的测试仪器。对于富液式电池来说,欧姆测量还是有些用的,故而可作为测量时的辅助性工具。 6 为了确保测试结果的精确和一致性,测量欧姆读数应该使用同一种的测试设备,不同的测试设备测得数值没有可比性,而且在许多情况下,为了恢复将来的趋势分析新的基准值必须重新测试内阻值。 7 由于欧姆读数很大程度上取决于测试点和测试时测试电缆的相对位置,每次测试时要保持测试条件前后一致。 8 EnerSys可按客户所要求的测试条件提供内阻参考值。

    时间:2018-09-04 关键词: 检测方法 内阻测试 铅酸蓄电池

  • 简单的铅酸蓄电池充电电路研究

    简单的铅酸蓄电池充电电路研究

    反激式转换器实现一个电流受限的电源,铅酸蓄电池充电。MAX668的PPM控制器的输出电流限制,回扫变压器提供隔离和灵活性的输入电压的上方和下方的电池电压。MAX4375电流检测放大器监视充电电流和使用其内部比较器设计的阈值以下的反激式转换器,可以切换到涓流充电模式充电电压较低的中所示的电路如图1费用在传统铅酸电池方式:一个电流受限的电源保持了整个电池(约2.4V/cell),直到充电电流下降低于电流阈值由电池的容量定义的恒定电压。此时,充电器被放置在一个涓流充电模式。电流阈值通常是0.01C,其中C指的是电池的容量,在安培小时指定。电池充电时,“C”是指当前的需要,从理论上讲,在一个小时内充电电池充分发挥其电池容量C 。实际上,在充电周期中失去的权力,确保所有被控在他们的C率的电池需要一个多小时,以达到完全充电。理想的情况下,你可以在一小时内收取的5安培小时电池如果充电电流为5A。此外,理想情况下,C/10充电速率(500毫安)收取同样的电池在10个小时。然而,功率损耗前面提到的增加超出上述两个时间跨度这些充电时间。图1。这铅酸电池充电器适用于高电压(15V),直到电池充电,然后适用于13.4V保持一个小的 涓流充电,充电电压涉及细胞的寿命和充电时间之间的权衡。高电压最大限度地减少所需的时间,但在完全充电,它会产生一个大的滥收费用的电流,缩短其电网氧化电池的使用寿命。为了节省电池寿命的充电时间为代价,可以通过降低充电电压低这个电流 。理想的折衷办法是在高电压,直到充电电流下降到0.01C左右,然后降低电压保持低滴入充电电流(<0.001C)电池完全充电。电池制造商的“塔菲尔”曲线确定。必要的电压保持0.001C可以 在图1中,升压转换器(IC1),适用于一个恒定电压标称15.4V到12V铅酸蓄电池,直到它完全充电。为了保持涓流充电(滥收费用电流)小于0.001C此后,充电电压降至约13.4V。使用回扫变压器,电感器,而不是分离,从V的电池,并允许 V IN范围的上方和下方的充电电压 。要开始一个充电周期,适用于5V 的SHDN低电平有效。 OUT端子(引脚2)产生一个成比例的电压,电池充电电流IC2的措施 。R2的下降,产生的电压引脚3和 4。例如,当充电电流降至低于0.01C,这个电压穿越的内部比较器的阈值和驱动器的COUT1低和设置COUT2高阻抗。通过断开COUT2,反馈水平转移,从而改变充电电压约13.4V。的最大可用充电电流取决于在V ,变压器的饱和电流,并输出电压兑一个,而不是电池电阻负载测试的负载电流,电路,在图1的电流检测电阻R1的 。图2 。由右至左,此图给出了充电电池的电压电流为电池充电的变化。起初,转换器的监管,因为电池的电压低于12V,因此电流限制(提供的最大电流) 。由于电池电压上升,充电电流变化,如图所示。图2。在图1中的电路,外加电压和充电电流变化,如图所示,在一个充电周期。

    时间:2018-09-04 关键词: 充电电路 电源技术解析 变压器 铅酸蓄电池

  • 3.2A、35VIN/35VOUT 同步单片式多化学组成 PowerPath 管理器/充电器  具有数字 I2C 遥测和 MPPT 操作功能

    3.2A、35VIN/35VOUT 同步单片式多化学组成 PowerPath 管理器/充电器 具有数字 I2C 遥测和 MPPT 操作功能

    Analog Devices, Inc. (ADI) 宣布推出 Power by Linear™ LTC4162,这是一款高度集成的高电压多化学组成同步单片式降压型电池充电器和 PowerPath™ 管理器,内置遥测功能,并提供最大功率点跟踪 (MPPT) 选项。LTC4162 可以对壁式适配器、背板和太阳能电池板等多种输入源进行高效功率传送,为锂离子 / 锂聚合物、磷酸铁锂 (LiFePO4) 或铅酸电池组充电,并向高达 35V 的系统负载供电。该器件提供先进的系统监控和电源通路 (PowerPath) 管理,以及电池健康状况监测功能。当要求主微控制器访问 LTC4162 最先进的功能时,可以选择使用 I2C 端口。该产品的主要充电功能可利用引脚搭接配置和编程电阻器进行调节。这款器件提供精准的 ±5% 充电电流调节 (高达 3.2A)、±0.75% 充电电压调节、以及工作在 4.5V 至 35V 的输入电压范围。其应用包括便携式医疗仪器、为 1 至 5 个设备提供 USB 功率传输、军用设备、工业手持设备和加固的笔记本电脑 / 平板电脑。 LTC4162 内含一个精准的 16 位模数转换器 (ADC),可按照命令连续监控多个系统参数,包括输入电压、输入电流、电池电压、电池电流、输出电压、电池温度、芯片温度和电池串联电阻 (BSR)。所有系统参数都可通过一个双线 I2C 接口监控,而可编程和可屏蔽的警示则能确保只有关注的信息才会引起中断。该器件可运行最大功率点跟踪算法,对输入欠压控制环路进行全局扫描,并选择一个工作点,以最大限度地从太阳能电池板和其他电阻源提取功率。而且,LTC4162 的 PowerPath 拓扑使输出电压与电池分离,从而使得便携式产品能够在电池电压非常低的情况下采用充电源时可以立即启动。 LTC4162 的片内充电配置针对多种电池化学组成进行了优化,包括锂离子 / 锂聚合物、LiFePO4 和铅酸电池。充电电压和充电电流均可根据电池温度自动调节,以遵循 JEITA 规范或定制设置。 LTC4162 采用 28 引脚、4mm x 5mm 裸露焊盘 QFN 封装,具有卓越的热性能。E 级和 I 级器件可在 –40°C 至 125°C 温度范围内正常工作。所有器件版本都有现货供应。 特性概览:LTC4162 ·具终止功能的多化学组成电池充电器 (锂离子 / 锂聚合物、LiFePO4 和铅酸电池) ·宽的充电输入电压范围:4.5V 至 35V ·高效率同步操作 ·16 位数字遥测系统用于监视 VBAT、IBAT、RBAT、TBAT、TDIE、VIN、IIN、VOUT ·输入欠压充电电流限制环路 ·针对太阳能电池板输入的最大功率点跟踪 (MPPT) ·输入电流限制功能优先考虑系统负载输出 ·低损耗 PowerPath 管理器 ·可在电池电量耗尽或无电池的情况下实现即时启动运行 ·JEITA 和铅酸电池连续温度控制下充电 ·耐热性能增强型 28 引脚 4mm x 5mm QFN 封装

    时间:2018-07-19 关键词: 电池充电器 太阳能电池板 电源新品 铅酸蓄电池

  • 固定型铅酸蓄电池的检测方法-欧姆测量法

    概述:测量铅酸蓄电池的欧姆电阻来检测蓄电池的技术状态,这种方法的运用越来越受到人们的欢迎。艾诺斯EnerSys公司根据内阻仪制造商的建议,一直致力于自己生产的验证蓄电池的商用测试设备,以及使用这些设备测得的数据。随着时间的推移和实践的检验,欧姆测量已经向人们证明它可以预期蓄电池的寿命。但是,必须指出的是,在实际应用中必须考虑到人工读数所带来的测量误差,片面地使用这种读数有时会导致错误的结论。 欧姆电阻的应用,通过国际电工协会的刊物,电池生产商以及测试设备制造商,得到了很好的证明。总而言之,这些组织推荐根据蓄电池全寿命期内阻值的变化趋势来预测蓄电池的寿命。越来越多的蓄电池用户向我们索取蓄电池内阻参考值,作为保修或者是更换的依据。 基于市场的经验和客户的需求,艾诺斯EnerSys完全支持这项技术的运用。针对消费者,产品,设备和一些具体的应用案例,我们制定了一定的流程和操作程序。这些操作程序可以作为更换蓄电池的准则。然而,艾诺斯出版的蓄电池使用说明书和IEEE蓄电池维护标准中所列举的常规的蓄电池维护规程将必须像以往一样予以重视。 内阻测试产生的背景 直到大约20年前,几乎所有的固定式铅酸蓄电池的容器都是由透明的材料做成的,而且都是电解质富液式设计。电池购买者和和他们的维护技工有非常实用的工具来对蓄电池的健康状况以及变化趋势进行衡量,检测和判断,如电解液比重的测试仪,电解质温度的测试仪,单节浮充电压测试仪,视觉观察电池内部结构变化。 20世纪80年代前中期,随着阀控式密封铅酸蓄电池的使用量越来越多,自从蓄电池的设计采用了不透明的容器和固定在凝胶或多孔隔膜的贫液式电解质系统,维护技术员不能再使用上述工具。他们能够使用的方法只有电压测试和定期放电测试。加上早期的蓄电池设计存在寿命较短、先天的缺陷,突发性失效等问题,人们开始寻求针对阀控式密封铅酸蓄电池的健康检测工具。 各种仪器制造公司注意到了这一难题,并开始设计/制造/销售这些测试设备,以确定蓄电池内部电阻,如阻抗,电导和内部阻力,用于评估阀控式密封铅酸蓄电池的健康状况。 此外,还必须注意到,追溯到20世纪90年代初EnerSys公司和那些先驱的蓄电池制造公司积累了大量的欧姆测量装置经验。 内阻的定义和测试方法 本文使用的信息、用语、释义中来自美国电气和电子工程师协会IEEE标准1187-1996。 欧姆测量值提供有关电池或电池组单元电路的连续性的信息。 蓄电池内部电阻测量包含了若干因素,包括的内容不仅限于物理连接电阻,电解质的离子导电性,和发生在极板的表面的电化学过程。对于6伏以上的多格的电池。格与格之间的连接还会对测试值产生额外的影响。可以通过以下技术来测试蓄电池的内阻: a)阻抗测量可通过给电池施加一个已知频率和振幅的电流信号,然后测量在单节或整组电池上的产生的交流压降。交流电压是由单节电池的正极和负极端子或者最小单元格测得。再用欧姆定律计算由此产生的阻抗,计算是由仪表自动完成的。 b)电导率可以通过给某节电池上施加一个的已知频率和振幅的电压,测试流过该电池上电流的变化值,电导便是在同一相位的交流分量和电压幅值的比值。 c)电阻测量是给蓄电池施加一个负载,然后测量流经电池上的各个阶段的电压和电流。欧姆值便是靠用电压的变化率除以电流的变化率得到。 内阻测试设备的可用性和标准化 至今为止,电池维护技术员有很多品牌的欧姆电阻测量设备可供选择,然而这对于整个产业来说并不是一个利好消息。不幸的是,随着市场的成长和竞争地加剧,并没有针对此测试方法形成一个标准或者法规。有些厂商使用高频,有些使用低频,而还有一些使用多频。由于这一原因,不仅同一节电池的阻抗和电导读数不相兼容,而且不同厂家设备的阻抗读数和电导读数分别都不相兼容。使用较短时间放电数值和使用电压和电流注入法测试数据也不相容。可以说,从标准化数据的角度上讲,该行业的状况是如此混乱。 内阻测量的测试实施 在确定蓄电池容量的百分比或安时数时,欧姆电阻测量到底在什么地方不能取代长时间的深度放电?尽管许多人之前已经做了大量了工作,也发表了很多相关主题的文章,但是目前还并没有结论性的依据,关于判断电池容量的方法也没有得到业界一致认可和肯定。 使用欧姆读数的正确方法应该是,把它作为一种检测蓄电池一段时间的变化趋势的工具,用它来判断在浮充状态下的蓄电池组中落后蓄电池和可能存在故障的隐患。 当电池组安装并趋于稳定之后,我们采集一组初始的欧姆电阻读数。因为这个阶段,在电荷的状态,铅的纯度,化合效率,凝胶稳定等状态会发生很大的变化。相对于初始读数来说,50%左右的变化是经常发生的。如果有些电池超过这个数据,那么很有必要对电池组进行均衡性充电,可能的话,再做一次容量测试。 当这组蓄电池运行了6个月之后,之前提到的区分将会趋于平缓。这时候应该记录另一组欧姆读数,把它们作为的基准读数。从这时开始,单节电池的读数应该在整组平均值30%的以内。 这些个别电池基准读数将作为今后趋势分析的基准。在此后的使用中,每个季度测试一次欧姆读数、记录、并与基准读数进行比较。如果一节电池欧姆读数变化应超过基准值的50%,需要对其进一步评估,以确定原因。单节电池核对性放电是这种评估的一部分。 内阻测量的应用效果 如前所述,欧姆读数不能,也不应该用来预测电池或电池组的实际容量。 电池趋势模式中的欧姆读数是用来查找落后电池的一个非常有效的工具。由于电解质比重变化,电解液干涸,电池槽/盖/密封处/排气阀泄漏,凝胶恶化,隔离层恶化/短路,边缘短路,或极板网栅腐蚀。这些类型的电池失效形式经过时间的积累慢慢地将会使欧姆读数逐渐产生偏离,就像上文提到的这些欧姆读数会超过临界值50%。 有一种蓄电池失效形式是用欧姆读数趋势分析不能及时地检测出来。这种情况下欧姆测读数是正常的,但这种电池会快速地或者突然失效,这种失效形式就是负极板腐蚀。 在很多的文献资料当中都有负极板腐蚀产生的原因,预防方法方面的介绍。在这里我们将不重复这些细节。下面对这个问题做简短的说明,在铅酸蓄电池中,某个特定的环境中,负极/极板/倒流排的侵入性腐蚀速度会非常快。通常情况下,汇流排有足够的厚度和横截面使得内阻值正常,当这种状况持续到一定极限,电池腐蚀会进行很快直到开路。这种开路失效是一种非常严重的情况,它可以使整个蓄电池组的电力将会立即消失,用户将会完全失去后备的蓄电池。在正常的维护规范中,欧姆读数会在一个月或者更长时间的间隔内测量一次,这样的话一般来说它就不具有预测负极板失效的作用。 蓄电池厂家提供的欧姆读数 经越来越的客户请求或者要求蓄电池厂家提供欧姆参考值。但厂家提供的数据往往是有问题的。它不精确的,甚至有时候误导客户。 蓄电池制造厂家采集的欧姆数据会有两大用处: (1)生产中的落后电池鉴别——这是一种合理而且有用的技术,它能够帮助电池生产商筛选出问题电池。然而,如果电池生产商将放电测试作为电池生产工艺的一部分的话,那么测试欧姆数据就没必要了,因为放电测试便会鉴别出落后电池。如果电池生产过程中没有进行放电测试的话,那么发货前的欧姆测量将会很重要。这些读数是电池在开路的状态下测得,一般来说,偏移均值50%的电池应该进行进一步的放电测试评估。 (2)作为客户使用基准读数。工厂提供的欧姆数据的有用性是很值得怀疑的,可以说对电池用户没有太大意义。为使测试数据有价值,电池数据的采集必须在浮充状态下进行。因为大多数的生产商在生产过程中,并没有使电池在浮充状态下持续足够长的时间,长时间的浮充是蓄电池性能稳定必须经历的一个过程。这有在这个阶段结束后,测得的数据才有意义。 另外如果蓄电池制造厂给出的内阻值是使用生产商ABC内阻仪测得的,而客户的维护技工所使用的内阻值却来自XYZ生产商的内阻仪,那么生产商给出的数据对于客户来说就没有意义。由于业界可得到许多种测试仪器,因此蓄电池制造商使用每种仪器都测一遍内阻是不现实的。如果蓄电池厂给出的是阻抗读数,而蓄电池用户使用的是电导和内阻读数,情况会更加糟糕。 甚至在某些极端的情况下,尽管蓄电池厂和客户都使用的是由同一设备所测量的蓄电池内阻读数,蓄电池厂的内阻读数有时候却与用户测得的内阻值有很大的差异,不能作为判断电池长期趋势的基准值,这是因为这些电池在装运,储存和前几个月的浮充使用中内阻值会发生变化。 富液式电池的欧姆读数 上面的多数段落描述的事实都是针对阀控式密封式铅酸蓄电池,但是基理也同样适用于固定型富液式电池。正如背景段落中描述的那样除了内阻仪以外,还有好多可用的工具来评估富液式电池的健康状态。而且前面所讨论的局限性和有效性也基本相同。唯一的例外是关于负极部分的腐蚀的讨论,因为在富液电池中电解液的高度保持在极板上方,负极部分的腐蚀是不会发生。 结论 1 欧姆测量不能作为放电测试的替代方法,而且也不能用来预测的容量绝对值 2 在现场维护时内阻仪能够作为判断蓄电池运行一段时间内变化趋势的工具,用来检测出落后电池,但有时需要对落后蓄电池进一步评估来确定落后的真实性。 3 在现场维护中,产商工厂的给出欧姆测量值会误导客户,用它作为基准值判断蓄电池的变化趋势意义不大。 4 在生产过程中没有进行放电核容测试的蓄电池产商可以使用欧姆测量读数检验落后电池。 5通过观察电解液的沉淀物的数量和颜色是富液式电池测试的首选,除此以外,还有其他可用来检测富液式电池的工具,包括电解液比重,液面和温度的测试仪器。对于富液式电池来说,欧姆测量还是有些用的,故而可作为测量时的辅助性工具。 6 为了确保测试结果的精确和一致性,测量欧姆读数应该使用同一种的测试设备,不同的测试设备测得数值没有可比性,而且在许多情况下,为了恢复将来的趋势分析新的基准值必须重新测试内阻值。 7 由于欧姆读数很大程度上取决于测试点和测试时测试电缆的相对位置,每次测试时要保持测试条件前后一致。 8 EnerSys可按客户所要求的测试条件提供内阻参考值。

    时间:2018-06-14 关键词: 检测方法 固定型 欧姆测量法 铅酸蓄电池

  • 新型储能商业化应用形势探析

    政策、市场、技术的合力,似乎在推动大规模新型储能(相对于传统抽水蓄能而言)走上“风口”。 一边是去年起储能产业政策导向鼓舞士气,一边是储能可嵌入电力系统电源、电网、负荷侧全环节并为之增益,再一边是技术成本迅速下降。 然而,从全球到国内,储能市场上传统的抽水蓄能长期一枝独大,新型储能装机的份额不过4%,商业化应用程度普遍较低。未来一段时间,蓄势已久的新型储能商业应用能否“遍地花开”,快速由研发示范向商业化初期过渡,值得关注。 一、新型储能体量尚小 目前,储能技术主要分为机械储能(如抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能等)、电磁储能(如超导储能、超级电容等)、电化学储能(如锂离子电池、钠硫电池、铅酸蓄电池、镍镉电池、锌溴电池、全钒液流电池等)等三大类,还有储热、储冷、储氢等。 据中关村储能产业技术联盟统计,截至2017年底,全球已投运储能项目累计装机规模为175.4吉瓦,年增长率3.9%,国内为28.9吉瓦,年增长率18.9%。其中,累计装机中抽水蓄能装机占比最大,全球和国内分别约为96%、99%;全球电化学储能项目累计装机规模为2926.6兆瓦,国内累计装机规模为389.8兆瓦,年增长率均为45%。显然,电化学储能是新型储能中的“佼佼者”,并增长快速。 不同储能技术,在寿命、成本、效率、规模、安全等方面优劣不同。总体上,机械储能规模比较大,寿命长;电化学储能发展快,规模相对小,响应时间非常快,应用全面广泛,安全性略逊。 在不同国家,不同技术发展程度有差异。美国的飞轮储能总体上处于领先地位;在钠硫电池上,日本绝对领先;我国在液流电池方面发展非常快,处于领先地位;在不使用燃料、不使用储气洞穴的新型压缩空气储能上,我国基本与国际同步。 目前,我国电化学储能(文中的新型储能一般指电化学储能)已形成一定规模的示范或商业化应用。其中,锂离子电池的累计装机占比最大,为58%,占比较大的还有铅蓄电池和液流电池;10兆瓦级压缩空气储能完成示范;我国投运的第一座熔盐储能光热电站—中控德令哈10MW塔式熔盐储能光热电站于2006年8月21日实现满负荷并网发电,这是全世界第三座熔盐储能塔式光热电站。 2018年,我国积极推进已开工储能项目建设。年内计划建成大连100MW/400MWh液流电池储能调峰电站、辽宁绥中电厂24MW/12MWh火电机组联合调频储能、大连30MW/120MWh网源友好型风电场储能、江苏金坛压缩空气储能等项目。研究推进100MW压缩空气储能电站和100MW锂离子电池储能电站等项目前期工作。由此亦可看出我国重点推进的储能技术类型。 二、逐渐成形的商业模式及应用场景 储能具有“源”“荷”双重属性,在电力领域基本应用在可再生能源并网(专指储能在集中式风电场和光伏电站中的应用)、辅助服务、电力输配、分布式发电及微电网等领域。在不同国家,储能的主流应用不尽相同。在国内实践中,新型储能的主要盈利模式单一,正借鉴西方国家经验探索多种商业化应用模式,进展快慢不一。 1、峰谷电价差套利 通过峰谷电价差,帮助用户降低容量电费和电量电费,这是目前我国储能最主要的盈利模式。电力大用户每月固定地向电网企业交纳容量电费,储能系统可为用户节约此项支出。降低电量电费是指,谷值电价时向储能系统充电,峰值电价时用储能系统存的电,节省用户同等用电量的电费。各地区的峰谷电价差不同,以0.75~0.8元/千瓦时的峰谷价差计算,假定利用峰谷电价套利是唯一的盈利点,每天两次充放,储能电站项目静态投资回收期在7~9年左右。 2、配套可再生能源项目建设集中式储能电站 可再生能源发电具有间歇性、波动性等特点,储能可以跟踪计划出力、平滑输出和参与调峰调频辅助服务,促进可再生能源消纳。此应用场景对储能的成本、寿命、规模、安全性的要求都很高。陕西定边10兆瓦锂电池储能项目即是通过联合当地150万千瓦光伏电站运行,吸纳未并网电力,按照光伏上网电价上网,削峰填谷,促进就地消纳。 3、参与电力辅助服务收费 电力辅助服务包括一次调频、自动发电控制(AGC)、调峰、无功调节、备用、黑启动服务等,可维护电力系统的安全稳定运行,保证电能质量。从全球来看,调频是储能的主要应用。根据彭博新能源财经统计,2016年、2017年,兆瓦级储能项目累计装机中,调频应用占比分为41%、50%。某国内企业在英国参与的储能项目中,盈利构成为调频收入70%、调峰收入20%、容量费收入10%。 在国内,该盈利模式要随着电力辅助市场建设而形成。目前,南方电网区域已制定了辅助服务补偿表,对并网发电机组提供的AGC服务实施补偿;储能电站根据电力调度机构指令进入充电状态的,按其提供充电调峰服务统计,对充电电量进行补偿,具体补偿标准为0.05万元/兆瓦时。 4、分布式储能应用 配合分布式能源建设,作为售电主体主要以卖电获益。今年3月印发的《关于提升电力系统调节能力的指导意见》,“鼓励分布式储能应用”。 5、参与电力需求侧响应 直接接入电网,峰谷双向调控,增加电网安全性稳定性。这种应用中的储能电站并网条件较严。2018年1月,江苏无锡新加坡工业园园区20MW储能电站经国家电网公司批准,全容量并网运行。今年春节期间,该储能电站参与电网需求侧响应,在用电低谷期“填入”约9万千瓦负荷,累计消纳电量57.6万千瓦时。此为全国大规模储能电站首次参与电网需求侧响应并收费。 三、新型储能商业化应用的机遇 1、政策与市场机制不断完善 2017年被认为中国储能产业政策发布的元年。去年以来,国家和部分地方密集出台一系列政策文件,给予储能市场主体地位,构建充分反映储能价值的市场体制机制,将加快储能产业发展。 其中,去年9月22日,国家发展改革委、国家能源局等五部门印发《关于促进储能技术与产业发展的指导意见》。作为储能产业第一个指导性政府文件,其提出了未来10年中国储能产业的发展目标。国家能源局科技司有关负责人日前就此表示,指导意见的作用主要是“四个明确”,即明确鼓励支持储能发展的政策导向、储能的主体身份、储能的投资管理机制、储能示范的任务。 之后,南方能源监管局、山西能源监管办等就电化学储能参与电力市场辅助服务制定实施细则,明晰了储能辅助服务补偿标准。2017年底,南方区域调频辅助服务市场已正式启动模拟运行。2018年会有更多的省份陆续出台相关储能参与辅助服务的政策。2018年底前,我国8个地区第一批电力现货试点试运行,在实时的现货市场,储能电价更加灵活,利于提升收益率。随着售电侧放开和市场化交易放宽,储能有条件与分布式发电结合,形成售电主体。 2、技术成本有望快速下降 综合业内人士的多种计算,近几年,电化学储能技术成本每年下降8%~20%。当前,电池、人工组装成本累计下来,部分储能项目的成本已下降到每千瓦时2000元以下,甚至到1400元左右;100兆瓦级压缩空气储能示范项目2021年投运后,项目成本有望降到5000元/千瓦,相当于每千瓦时1200元。随着新型储能技术发展及示范项目推广,成本下降趋势有望延续。 按照我国《关于提升电力系统调节能力的指导意见》,要加快新型储能技术研发创新,提高新型储能系统的转换效率和使用寿命。根据《能源技术革命创新行动计划(2016—2030年)》,到2020年示范推广10MW/100MWh超临界压缩空气储能系统、1MW/1000MJ飞轮储能阵列机组、100MW级全钒液流电池储能系统、10MW级钠硫电池储能系统和100MW级锂离子电池储能系统等一批趋于成熟的储能技术。 3、市场需求广阔 储能可增强电力系统灵活性、适应性。随着能源互联网的发展,大规模集中式可再生能源、分布式发电及微电网发电、调频辅助服务等对储能均需求巨大。 同时,随着电动汽车的应用普及和动力电池的大规模退役,退役电池储能市场的兴起会加速。目前新电池成本比较高,这是限制储能大规模推广应用的重要原因;而梯次利用能降低储能的工程造价,还比较环保,有良好的经济社会价值。 此外,随着新一轮电力体制改革的深入推进,电力辅助服务市场、电力现货市场逐步发挥作用,电力市场化交易范围扩大,储能项目价值得到充分反映,其盈利性增加,将进一步增加社会资本的投资积极性,形成良好循环。 四、新型储能商业化应用面临的挑战 长期以来,全球范围内储能产业发展滞后,自然有其原因。经过多年发展,有些制约作用力变小,甚至消除,有些制约仍然存在,新的挑战也在产生。总体上,我国储能产业由研发示范阶段向商业化初期过渡的道路上面临多种不确定性和挑战。 1、技术性能上存在不同程度的局限性 尽管储能成本快速下降,即使商业化应用较好的电化学储能,“十三五”期间的示范项目规模也不过100兆瓦级,锂离子、铅蓄、钠硫等不同电池技术在寿命、成本、能量密度和安全等指标上难以同步提升,存在不同的短板,已发生的多起电动汽车电池起火事故凸显了电化学储能的安全性问题。 2、间接效益较难补偿 如同抽水蓄能,新型储能对电力系统的电量贡献容易跟踪量化,而其对电能质量和电网运行效益的提升是间接的,相应价值难以直接量化,难以反映到电价中。同时,电力现货市场、电力辅助服务市场的建立和完善尚需时日,能否有效发挥预期作用,也还要经实践检验。 3、盈利模式存在不确定性 在我国,居民实行阶梯电价,各地方工商业峰谷电价差存在不确定性,影响储能峰谷价差套利模式的盈利预期。再者,当储能参与辅助服务市场接受AGC调度令后,需要响应进行充放电,这样一来就无法利用原来的峰谷差价套利方式来获得储能电站的收益,增加了辅助服务的收益是否比峰谷差价套利的收益多有待比较。此外,参与辅助服务的储能项目规模等资质要求有待明确。 4、产业发展存在融资压力 高额的可再生能源补贴已让国家财政捉襟见肘,短时间内难以拿出财政资金补贴储能产业,《关于促进我国储能技术与产业发展的指导意见》没有涉及补贴问题。另外,储能企业目前在贷款、税收政策上未享受特别倾斜和优惠,“储能融资难”的行业呼声颇高。

    时间:2018-05-24 关键词: 锂离子电池 存储技术 储能 钠硫电池 铅酸蓄电池

  • 铅酸蓄电池充电的LED应急灯电路图

    铅酸蓄电池充电的LED应急灯电路图

    根据实物画出的电路工作原理图如图所示,220V交流市电经电容降压、二极管整流后给铅酸蓄电池充电,红色LED作充电指示。充好电后使用时闭合按钮开关K,将首先接通3颗彩色闪烁LED,发出梦幻般变化莫测的七彩光芒,在夜间平添一些生活乐趣,再按一下开关K则关闭彩色闪烁LED,接着再按才会接通24颗并联的高亮LED,由于数目较多,照明效果很好。 当铅酸电池电压为4V时,实测彩灯工作电流约60mA,高亮LED电流竟达600多mA.这样大的电流不仅使得每次充满电后照明时间不会太长,而且会对电池内部结构造成损伤,缩短使用寿命,因此必须给高亮LED串入一个小阻值限流电阻,经多次试验选定1.2Ω时工作电流最终降为320mA,而亮度变化不太明显,因该款灯改动不大,改造后的电路原理图省略。

    时间:2018-04-26 关键词: LED电路 led应急灯 铅酸蓄电池

  • 整合转型及技术升级将成为铅酸蓄电池行业未来发展趋势

    整合转型及技术升级将成为铅酸蓄电池行业未来发展趋势

    据近日发布的《中国电池产业投融资与并购战略研究(2012)》显示,随着国家环保部门对行业整顿力度的加大以及行业标准的提高,未来3年该行业将有三分之二落后产能面临淘汰,铅酸蓄电池的厂商将由2000多家减少到不会超过300家,整个行业集中度有望得到提高。下面就随电源管理小编一起来了解一下相关内容吧。 由工信部和环境保护部牵头制定的《铅蓄电池行业准入条件》(征求意见稿)在工信部官方网站公布,目前征求意见已经结束。行业人士表示,未来条例大幅度更改的可能性很小,大量不合格的铅酸蓄电池企业将被迫停产,再加上铅酸蓄电池面临着来自镍氢电池和锂离子电池的替代,整个铅酸蓄电池的产量增速将逐步趋缓。 统计显示,目前国内铅酸蓄电池企业共2000多家,其中产值超过20亿元的企业约有10家,超过1亿元的企业约有260家,整个行业的集中度非常分散。吴辉认为,未来行业整合的手段将会在产能限制、技术限制、选址限制等三个方面落实,众多中小企业将逐渐退出,整合转型及技术升级将成为行业未来发展的主要趋势。

    时间:2018-04-24 关键词: 电池 蓄电池 电源资讯 铅酸蓄电池

  • 铅酸电池市场广泛 石墨烯助阵提升容量和寿命!

    铅酸电池市场广泛 石墨烯助阵提升容量和寿命!

    编按:铅酸蓄电池有很多有点,电压稳定,价格便宜,性价比高,因此在电池领域占据较高的市场份额,并被广泛应用于汽车启动、通信领域、动力电池与储能电池等领域。不过由于生产过程高能耗,高污染,发达国家逐渐把生产转移到发展中国家,中国产量占世界总量的三分之一。 一、铅酸电池简介 铅酸蓄电池是发展历史最为悠久的二次电池,是世界上第一个商业化应用的可再充电池,自1859年法国物理学家GastonPlante(普兰特)发明以来,已经历了150多年的发展历程。铅酸蓄电池已经发展成为世界上产量最大的电池产品,生产量占电池行业总量的50%,占充电电池的70%,即便是欧美日等世界上最发达的国家和地区,至今也仍大量生产和使用铅酸蓄电池。铅酸电池的电极主要由铅及其氧化物制成,电解液是硫酸溶液的一种蓄电池。放电状态下,正极主要成分为二氧化铅,负极主要成分为铅;充电状态下,正负极的主要成分均为硫酸铅。分为排气式蓄电池和免维护铅酸电池。 电池主要由管式正极板、负极板、电解液、隔板、电池槽、电池盖、极柱、注液盖等组成。排气式蓄电池的电极是由铅和铅的氧化物构成,电解液是硫酸的水溶液。主要优点是电压稳定、价格便宜;缺点是比能低(即每公斤蓄电池存储的电能)、使用寿命短和日常维护频繁。老式普通蓄电池一般寿命在2年左右,而且需定期检查电解液的高度并添加蒸馏水。不过随着科技的发展,铅酸蓄电池的寿命变得更长而且维护也更简单了。   图铅酸电池结构示意图 铅酸蓄电池由于其安全稳定、性价比高等优点,在电池领域占据较高的市场份额,并被广泛应用于汽车启动、通信领域、动力电池与储能电池等领域。有分析认为,铅酸蓄电池将在行业不断升级和下游需求扩大双重驱动下,保持一定增长幅度,未来10年内铅酸蓄电池仍将是电池市场的主流。 铅酸蓄电池行业是典型的高耗能、高污染行业,生产过程中,电能消耗很高,也会带来铅尘、铅烟、酸性含铅废水、酸雾、废渣等排放。全球铅酸蓄电池生产重心由发达国家不断转移至发展中国家。中国占全球铅酸电池产量比重,已从2010年的35%上升至2015年42%,中国铅酸电池产业发展情况对全球具有重大影响。 2015年全球铅酸蓄电池需求为49482万KVA,同比增长3.5%,中国需求增速放缓,全球除中国以外地区保持2-3%左右的平均增幅。随着2015年以来,中国加强了对铅酸电池的环保整顿,以及锂电池对铅酸电池的替代效应,预计未来全球铅酸电池增速将随同中国一起走低,预计未来全球铅酸电池需求增速将稳定在2-3%之间。 目前国内铅酸蓄电池企业共2000余家,其中产值超过20亿元的企业约10家左右,超过1亿元的企业约260家,整个行业的集中度非常分散,远远低于美国、日本等国家。随着环保部下发的《关于加强铅蓄电池及再生铅行业污染防治工作的通知》以及工信部出台的《铅酸电池行业准入条件》的出台,未来3年将有2/3落后产能被淘汰,铅酸蓄电池的厂商将由2000家减少到不会超过300家,行业集中度正在提高。 近十年来,我国铅酸蓄电池行业逐渐从一个规模小、制造技术落后的低端产业,发展成为拥有2000家企业、总产值达1700亿元的大产业。权威数据表明,目前中国产量占世界总量的三分之一。目前该产业以中小企业为主,形成以浙、闽、粤等经济发达地区为产业集中区的格局。 二、石墨烯-铅酸电池行业的应用 石墨烯为近年来发现的新型材料,虽然其优异的性能引起了各领域的广泛关注,但是其应用尚处干研究阶段。石墨烯在铅酸蓄电池领域的应用属于初始阶段,但是其对铅酸电池性能的影响已经不可忽视。 早在1998年,胡法竹就研究了不同石墨种类在不同放电率时及其粒度对铅酸池活性物质利用率的影响。 近年来对炭材料加入铅酸电池负极对铅酸电池性能的影响研究发现,炭材料的加入能够提高电池负极的导电性,限制硫酸铅晶体颗粒的生长,有利于易溶解小颗粒硫酸铅的形成,在高倍率放电状态下,促进硫酸溶液更容易且更深地渗透入负极活性物质中,从而提高铅酸电池在高倍率部分荷电态(HRPSoC)的循环寿命。炭材料的导电性取决于石墨化程度,石墨烯对铅酸电池性能影响的研究也在渐渐兴起。 2006年Lam等人将炭材料加入到铅酸电池负极制备出了具有很高充放电接受能力和循环寿命的铅炭超级电池,掀起了研究炭材料在铅酸电池负极应用的热潮,具有特殊层状结构的石墨也引起了人们的广泛关注。马荆亮等人采用氧化还原法制备石墨烯,将得到的石墨烯与Pb(CH3COO)2˙3H2O混合,在蒸馏水中,常温常压下超声96h,之后过滤加入稀硫酸浸泡12h得到硫酸铅/石墨烯混合物。将复合物在50℃下干燥,加入铅酸电池的负极。研究发现电池在以100、200和300mA˙g-1电流密度放电时纯硫酸铅的平均放电比容量分别为49、5和0.5mAh˙g-1,而硫酸铅/石墨烯复合材料的平均电容则能达到110、94和69mAh˙g-1。 最近,Tateishi等人以天然石墨粉为原料,采用Hummer法制备氧化石墨烯并将其制成氧化石墨烯纸,石墨烯纸在铅酸电池中起到电解液的作用,将铅粉、水、硫酸、木质素等各按照一定质量分数混合成铅膏加入到氧化石墨烯与铅板之间,在充放电过程中石墨烯纸起到了质子导体的作用,其质子传导的电阻率为10-2Ω。 综上所述,加入石墨烯能够明显地提高铅酸电池的充放电接受能力和电容,能有效地抑制负极硫酸铅晶体的生长,提高电池的循环寿命等,石墨烯代替电解液可提高电池的初始容量。但是目前对石墨烯在铅酸电池中作用机理的研究还在继续进行,石墨烯的比表面积、粒径等对电池性能的影响,如何有效解决析氢问题,如何制备性能优异的石墨烯铅酸电池等同题还需进一步的研究。

    时间:2017-06-07 关键词: 石墨烯 电源技术解析 铅酸蓄电池

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