动力电池充电器设计（PLC控制）【文献综述】.doc

1、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

2、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V

3、RLA电池进行监测ICBEARINGER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PBPBO2H2SO42PBSO42H2O,以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2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

4、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，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31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

5、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。32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

6、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

7、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下，充放电保护装置均能够保持正确的工作状态。经济性作为实用的民用产品，要考虑经济性是否合理。如果单纯为了满足前三项要求而不计成本，这样的产市场品是没有前景的。目前市面上各种铅酸电池都不能同时满足上面四项要求。结束语动力电池系统是一个集物理、化学、

8、机械、电工多门科学和知识于一体的综合复杂体系，只有进行科学、合理的设计才能生产出高性能、低成本满足各方面性能要求的产品。参考文献1周志敏，周纪海充电器电路设计与应用M北京人民邮电出版社，20052桂长青等动力电池M北京机械工业出版社，20093张万忠可编程控制器入门与应用实例M北京中国电力出版社，20054秦增煌电工学上/下M,高等教育出版社,20065刘新民，蔡琼，白康生VISUALBASIC60程序设计M北京清华大学出版社，20046冉多刚，张建，白芳，张献逢，乔荣富动力锂电池组充电器设计与性能监测J现代电子技术,200832457ZHENHUAJIANG,ROGERADOUGALDESI

9、GNANDTESTINGOFAFUELCELLPOWEREDBATTERYCHARGINGSTATIONZHENHUAJIANG,ROGERADOUGALJJOURNALOFPOWERSOURCES,20032792878KLAUSDIETERMERZ,JMSTEVENSONPROGRESSINTHEDESIGNANDDEVELOPMENTOFIMPROVEDLEAD/ACIDBATTERIESFORELECTRICBUSESANDVANSJJOURNALOFPOWERSOURCES,19953173219盆毽动力电池充电器的设计与开发J电源技术，2004566010黄海可编程控制器PLC的应用及维护J特钢技术，2006304