动力电池充电器设计（PLC控制）【文献综述】

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1、毕业论文文献综述机械设计制造及其自动化动力电池充电器设计（PLC控制）摘要：现代生活离不开电池充电器，它运用广泛，小可以到动汽车，大到可以运用到潜艇，鱼雷。电动汽车的发展还有很多问题需要解决，电池及其充电即使就是其中的关键。如何设计一种使用方便，充电速度快，运行高效的充电装置已是人们迫切关注的东西，既能提高能量利用效率，加快充电速度又不影响铅酸电池的使用寿命的新型充电技术的研究是以后的研究方向。关键词：铅酸电池历史动力电池工作原理充电池设计板栅1铅酸电池的发展历史自1860年普兰特（Plante）用腐蚀的铅箔形成活性物质，首次实现了使用的铅

2、蓄电池以来已有150年历史。在这期间虽然有不断地新体系涌现诸如铁-镍蓄电池等，但由于铅酸电池具有价格低廉，放电性能良好，利用率高等特点，至今在产量上任然是占领导地位。到20世纪初，铅酸电池经历了愈多重大的改进，提高了能量密度，循环寿命高倍率放电等性能，然而，开口式铅酸电池主要有2个缺点：一是充电末期水会分解位氢氧气体析出，需常加酸加水，维护工作繁忙。二是气体溢出是携带酸雾，腐蚀周围设备，并污染环境，限制电池的使用。近二十年来，为了解决以上的而个问题，世界各国开发密封是铅蓄电池，希望实现电池的密封，活的干净的绿色能源【2】。1991年，针对以

3、前的问题，电池专家和生产厂家的技术元纷纷发表文章提出多册和看法，其中DrDaridFeder提出用测电导的方法对VRLA电池进行监测I.c.Bearinger从技术方面评述VRLA电池的先进性。1992年．世界上VRLA电池用量在欧洲和美洲都大幅度增加，在亚洲国家电信部门提倡全部采用VRLA电池；1996年VRL电池基本取代传统的富夜电池，VRLA已经得到了广大用户的认可。2铅酸电池的工作原理虽然铅酸电池经历了100多年的发展，但其工作原理基本上没有什么变化，他的正常充放电方程式为;Pb+PbO2+H2SO4==2PbSO4+2H2O3,以

4、上铅酸电池的充放电化学方程式为理想化的原理方程式，似乎只要不受机械损伤，一直铅酸电池就可以无休止的使用下去，完成充放电过程。当上述方程式由左向右进行时，式铅酸电池的放电过程，当上述电化学反应方程式由右向左进行时，是铅酸电池的充电过程。其他的铅酸电池的工作原理基本上是沿袭传统的铅酸电池[1]。文献[2]对铅酸电池的工作原理则有更加详细的介绍，分为铅酸电池热力学基础，其中包含电池成流反应，电动势和开路电压，热效应，电化当量和电池容量。令一部分这是铅酸电池的动力学基础，其中包含极化雨过电位（超电势），电极反应过程的特征，电化学反应的基本动力学参数

5、，浓差极化，铅酸电池的动力学特性。3板栅的合金组成、结构及形状3.1板栅的合金组成为解决早期容量损失、延长深循环寿命等问题，应选择合适的板栅合金，改善板栅在电池工作期间所形成的阳极膜的组成和性质，使其具有良好的导电性和稳定性，也是阀控铅酸电池能否作为深循环动力型实用能源的关键。用于铅酸电池的板栅合金应具有良好的机械强度、导电能力强、可铸造性和优良的可焊接性能。目前使用的Pb2Sb合金具有“不可密封性”，使用改进的Pb2Ca2Sn2Al具有“不可深循环性”，在合金中添加一些添加剂可消除合金銻的缺点而保留其优点，增加其蠕变阻力和腐蚀阻抗。尤其在

6、选择密封面维护蓄电池和阀控铅酸电池的板栅是，应考虑尽量减少气体产生和抑制板栅的自放电，在负极板栅的合金中加入降低氢的过电位添加剂，以降低析出氢的量，同时对于正极应考虑提高氧的过电位，以降低析出氧气的量。3.2板栅的结构及形状要求板栅能容纳一定质量的活性物，同时在电流通过时电压降的损失小，板栅的主要部分为：周边框，极耳，板脚，垂直筋与垂直筋相交的水平筋，合理的设计应为竖向垂直筋的横截面积大，以减小电压降，横筋条的分布上密下疏，截面积应竖粗横细，才有利于活性物质的充分利用，因此板栅结构有多方面的改进。目前使用结构较多的是辐射形筋条与中间极耳相结

7、构型。可根据具体情况选择不同形状的板栅。板栅的厚度是很重要的，因为在一定的电流密度下，活性物质从表面到内部的反应深度即渗透度是一个常数，极板的厚度恰好相当于2倍的极板渗透深度，是活性物质利用率很高，电池的比能量也较高，单循环寿命降低，选择最佳的板极厚度能使电池打到比能量与循环寿命的最佳平衡【9】。4充电器的设计3新的铅酸电池在投入使用之前，必须进行初充电，一般充电方法和初充电一样先恒流后恒压。充电器的设计必须满足一下要求：安全性：由于充电电压为24V，虽然电压不是太高，也应注意安全。均衡性：对于电池组充电，要求每一节单体电池都达到或基本达到

8、慢荷状态，不良的充电方式很容易破坏电池组的均衡性，均衡性的破坏又会导致安全性隐患。可靠性：在反复地充电过程中，不论外界条件如何变化，在各种可能的干扰噪声以及电池组的不一致性的影响