25T型客车电气装置
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第三节 蓄电池的主要性能

一、电压

1.充电电压

充电电压指蓄电池在充电时两极的电位差。其大小可用式(1-1-1)表示:

U=E0+IR (1-1-1)

式中:U——充电电压,V;

E0——电池的电动势,V;

I——充电电流,A;

R——电池的内阻,Ω。

在充电时,由于内阻R的影响,其电压高于电池的电动势,并随电流增大而增大。

2.放电电压

放电电压指电池在放电时两极的电位差。其大小可用式(1-1-2)表示:

U=E0-IR (1-1-2)

由此可见:电池在放电时,由于内阻R的影响,其电压低于电池的电动势,放电电流越大,电压下降越快。

充电电压和放电电压统一称为蓄电池的工作电压。由于工作电压随内阻变化而变化。因而在充、放电电流和电解液温度恒定的条件下,充电电压总是逐渐升高,放电电压总是逐渐下降。

蓄电池的内阻随温度与充电程度而变化,因此很难去定义且准确地测量出内阻,放电电压的数值与放电电流的变化是有所关联的,当然温度降低时亦会增加内阻。

3.额定电压

额定电压指蓄电池放电时的中段电压,或者指放电过程中的平均电压,目前国际电工协会IEC标准规定:镉镍蓄电池单只额定电压为1.2V;蓄电池组其额定电压为1.2V与串联单体蓄电池个数之乘积。

此外,镉镍蓄电池的电压还包括开路电压(电动势),闭路电压和终止电压,其定义与铅蓄电池相同。

一般来说,评定镉镍蓄电池的好坏,不仅要看放电时的初始电压和放电后的终止电压,还要看放电时电压平稳程度如何。放电时,电位下降速度慢且平稳;充电时电压上升速度慢,则该蓄电池质量就好,否则质量就差。

二、容量

容量指电池由充电充足状态放电至终止电压所放出的总电量。其大小为:

C=I×T(A·h)

蓄电池容量以安培小时(A·h)计算,中倍率镉镍蓄电池其电量可用1/5容量的电流经8h的饱和充电后,供应1/5容量电流的负载维持5h,此数据符合IEC标准。

影响容量大小因素很多,一般物质利用率越高,容量就越大;放电电流越大,放出容量就越小;电解液温度较高时,放出的容量就较大。镉镍蓄电池在室温下充电后,在(-20±1)℃下能放出额定容量的75%以上;在(-40±1)℃下能放出额定容量的20%以上,其低温放电性能较强。

三、自放电率

镉镍蓄电池自放电率的定义与铅蓄电池相同。

蓄电池在(20±5)℃温度环境中以0.2C5充电8h,在同一环境中搁置28个昼夜,用0.2C5电流放电至1.0V/只,其持续时间不少于4h。

镉镍蓄电池的自放电率比酸性蓄电池小得多。在一般情况下,镉镍蓄电池搁置1.5~2个月完全停止自放电,容量一直在额定容量的75%左右。

四、寿命

蓄电池每充、放电一次叫一次循环。蓄电池在保持输出一定容量的情况下,所能进行的循环次数叫寿命。次数越多,表明寿命越长,电池的质量就越好。

镉镍蓄电池按标准进行全充、全放循环次数不少于900次,一般都在1500次以上,按IEC标准进行寿命试验,循环次数不少于500次。一般都在1000次以上。浮充使用时,其使用寿命将更长,一般为15~20年,维护特别好的可使用30年以上。

五、保存期

出厂后一直未使用的镉镍蓄电池,保存4年后仍能达到上述主要电气性能要求。超过4年,只要没有机械损坏,一般做3~5次充放电循环,常温放电容量合格者仍可正常使用。