1.6 铅酸蓄电池的基本类别
铅酸蓄电池由于自身的安全和价廉,使用及范围很广。在不同的使用场合,有不同的使用要求,为了适应这些要求,派生出各种结构不同的蓄电池。在进行电路设计时,选择合适的蓄电池结构,会产生许多效益。本节介绍一些常用的结构,并对一些错误的结构设计提出分析。
1.6.1 启动型电池
机动车使用的电池,用于启动发动机。这种工况要求蓄电池在几秒中的启动过程中,能输出较大的功率,这类蓄电池的技术要求主要是输出功率。
P=IU
式中,P为功率;I为电流;U为输出电流I时的持续稳定电压,I和U是共生的参数。
对启动功率P有低温的要求,民用的表达值规定在-18℃的供电特性,军品要求在-40℃进行测试。各国规定略有差异。
启动型电池常用有60A·h、100A·h和200A·h三种,60A·h用于小轿车和吉普车,100A·h用于发动机功率在90kW左右的中型车辆,200A·h用于柴油发动机等大型机动车。
启动电池基本都是按标称电压为12V的连体设计的,不可分解使用。
这种电池的单体之间的连接在内部,外观整洁,只有正负两个输出端子。
这类电池的极板结构是平板状,电池深度充放电时,极板上的活性物质容易脱落,循环寿命较短。
在许多场合,电路的设计者常把这类蓄电池用于光伏电站和电动车辆,这是错误的。
1.6.2 储能型电池
这类电池适用于10h率或更长小时率放电的场合,电解液密度值较低,通常在1.24g/cm3左右,体积较大,外壳透明,可以看到液面和电解液密度的指示。这类电池多用于备用的电源,使用寿命在10年以上,有的已经长达20年。储能型电池也称为固定型电池。
1.6.3 动力型电池
这类电池的基板结构与启动电池不同,主要是电池的正极结构是圆柱状的排管。这类电池的循环寿命约为750次,平板式结构的极板只有300次左右。
这类电池适合于深度放电,在电动车辆上使用,优点就比较明显。
1.6.4 专用结构电池的错误组合
通常铅酸蓄电池的单体容量做到500A·h,在市场上数量较大。在需要增加容量的时候,厂家常采用并联的方式,把单体电池组和起来,向用户供应。
图1-28所示的是一种3000A·h大容量电池的组合结构,用4个单体电池装在一个连体的塑料壳中,构成一个电压为2V的单节。再用6个单节串联组合成12V的电池串。
图1-28 不合理的电池组合结构
这样的组合优点是外观整洁,缺点是可靠性较差,一旦其中一个电池损坏,难以维护。每个电池的质量为230kg,运输和更换难度较大,也没有备品电池可以替代。
这样的电池结构是电池厂为适应用户要求制作的,根源在于用户提出的不合理要求,是缺乏蓄电池知识所致。用户是采购方,电池厂缺乏对话的话语权。
通信行业曾提出组合成24V的连体电池,并制定了标准。这样的电池,使用成本要高出单体串联组合的数倍。