2.10 电池容量的测定
电池容量的概念,是个含义宽泛的概念,为了准确表达其在不同条件下有不同的含意,可区分如下。
(1)标称容量 按GB 290011—88规定,是指用来鉴别蓄电池适当的近似的安时电量。
按上述国标规定,是指在规定的条件下,蓄电池完全充电后所能提供的由制造厂标明的安时容量,其数值印在说明书上,用字母Cn表示,也有用C表示。
(2)结构容量 电池内部活性物质结构状态决定的电池容量,用字母CJ表示。
这是指用最充分的充电方式充电后,电池所能达到的最大电量。电池在使用一段时间后,其CJ值可能高于标称容量,也可能低于标称容量。通常是在使用初期其CJ值逐渐上升,达到最高位后又渐渐下降,如图2-14所示。有的电池出厂时,其结构容量就高于标称容量,这是制造厂家为确保质量有意所为。
图2-14 铅酸动力电池结构容量的变化
(3)保有容量 在使用状态下,电池中实际存储的容量,用CB表示。有时也称为荷电状态或实际容量。
(4)启动容量 在启动性大电流放电时,能提供的有效容量,用字母CQ表示。
容量概念的区别,可用一个装水的瓶子来说明。标称容量是指瓶子的大小属于哪个档次规格,厂方精确指出的每次“装水量”。结构容量是指瓶内附有固体沉积物后,瓶子外观大小虽没有变化,循环使用时每次实际的装水量。保有容量是指现在瓶子里实际存有多少水。
电池的容量,并非是个唯一的定值。用不同的放电电流测定同一个电池,会得到不同的容量数值,放电电流越大,测得的容量数值越小;放电电流越小,测得的容量数值越大。如用10h率的电流0.1C进行放电,测得某启动电池有C10=100A·h的容量,用1h率(1C)放电只能得到C1=50A·h的容量。通信电源的标准规定:用2.50I10放电,容量为0.75C10。用5.50I10放电,容量为0.55C10。因此,在说明电池容量时,一定要同时说明测量时的放电率。
无论用瓦时还是用安时表示电池的容量,都要测定电池在恒流条件下的放电时间。国际标准规定:铅酸启动蓄电池用20h率进行放电,电流的波动量在全2%以内。放到端电压降至(10.50±0.05)V。记录这段放电的持续时间,放电开始应在充电结束后1~5h内进行,放电温度控制在(25±2)℃。
电池的容量
式中,Cn为电池的额定容量;C20为电池的20h容量;h为持续放电时间。
在国外,许多地方规定停在街道上过夜的汽车其标志灯必须通夜点亮。用20h率标定汽车电池容量,可直观地确定汽车停放一夜维持照明负荷的能力。
对电瓶车使用的D型电池,采用5h率或10h率标定其容量,比20h率更接近实际使用情况。
如图2-15所示是用20h率的电流(0.05C20)恒流放电时,6Q型启动电池的端电压与放电时间的关系。
图2-15 汽车电池20h率放电曲线
虽然电池的安时容量是放电电流和放电时间的乘积,但两个因子并没有简单的互易关系。
容量并不是说明电池性能的唯一指标。国际电工委员会提出了评价汽车铅酸蓄电池的两个指标。
(1)低温冷启动性能电流 它是指在(-18.3±1.0)℃的条件下,每个单格电池的电压放至1.4V前历时60s期间可能恒流放出的最大电流值。即电池在最困难的条件下,所能输出的最大功率。只要低温启动性能指标达到上述要求,就能迅速有效地启动发动机。
(2)储备容量 它是指在(25±2)℃时,充足的电池以25A的电流放至电压为1.75V时放电的时间(min),它表示在充电系统失效的情况下,电池供应车上电器的持续时间有多长。电池的储备容量越多,在充电失效的情况下,车辆能够行驶的时间也越长。