電動(dòng)汽車的續(xù)航里程一直是短板,現(xiàn)在很多汽車廠家也在積極研究電動(dòng)汽車蓄電,蓄電池是將化學(xué)能和直流電能相互轉(zhuǎn)化且放電后經(jīng)充電能復(fù)原而重復(fù)使用的一種能源。鉛酸蓄電池是一種電解液為硫酸溶液,而電極則是由鉛制成的直流蓄電池,充電時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,放電時(shí)將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能。
電動(dòng)汽車蓄電原理
鉛酸蓄電池由正極板、負(fù)極板、隔板和電解液、電池槽及連接條(或鉛零件)、接線端子和排氣閥等部分組成,
(1)極板 它是蓄電池的核心部件,由活性物質(zhì)和支撐用的導(dǎo)體板柵組成的電極,分為正極板和負(fù)極板。板柵一般由鉛銻合金、鉛鈣合金組成,正極板活性物質(zhì)為PbO2,顏色為棕色、棕褐色、紅棕色,負(fù)極板活性物質(zhì)為海綿狀金屬鉛(Pb) ,顏色為灰色、淺灰色、深灰色。極板有形成式極板、半形成式極板和涂漿式極板三類。
(2)隔板 用以隔離正、負(fù)極,防止短
路。它能夠吸收大量電解液,起到離子良好擴(kuò)散(離子導(dǎo)電)的作用。對(duì)密封蓄電池而言,隔板還作為正極產(chǎn)生氧氣到達(dá)負(fù)極的通道,使其順利地建立氧循環(huán),減少水損失。采用超細(xì)玻璃纖維是隔板式蓄電池實(shí)現(xiàn)免維護(hù)的關(guān)鍵。
(3)電解液 由高純度硫酸和純水組成的無(wú)色透明的稀硫酸,它和陰、陽(yáng)極板發(fā)生化學(xué)作用,把化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能,同時(shí)在電池內(nèi)部起導(dǎo)電作用。電解液的密度在標(biāo)準(zhǔn)溫度(20℃)下定為1. 28g/cm3。
(4)電池槽 它是容納極板和電解液的容器??捎糜蚕鹉z和塑料制成,具備耐酸、絕降、強(qiáng)度高等條件。
(5)排氣閥 對(duì)電池起安全、密封和防爆的作用。
(6)接線端子 它是用電設(shè)施連接的端點(diǎn)。端子承受電流強(qiáng)度是以蓄電池的最大功率為依據(jù)設(shè)計(jì)的,能確保蓄電池輸出最大電流、不發(fā)熱、不腐蝕、安全可靠。
鉛酸蓄電池將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的過程是充電過程;將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿倪^程為放電過程,如圖2所示。
(1)蓄電池的放電過程 正、負(fù)極上活性物質(zhì)與電解液中的硫酸進(jìn)行反應(yīng),逐漸生成硫酸鉛和水。電解液的密度隨著硫酸的減少和水的增加而降低。
(2)蓄電池的充電過程蓄電池充電時(shí),在外加電場(chǎng)的作用下,酸鉛逐漸分別還原為二氧化鉛及海綿狀鉛,電解液中硫酸逐漸增多,板上的物質(zhì)全部轉(zhuǎn)變完成后,蓄電池就也就充足了電。
因此,蓄電池的充電與放電反應(yīng)是可逆的。
當(dāng)發(fā)生充、放電時(shí),其化學(xué)反應(yīng)可用如下的化學(xué)反應(yīng)方程式表示。
而電量是否充足,可根據(jù)電解液相對(duì)密度的高低進(jìn)行判斷。
3.客/貨運(yùn)電動(dòng)三輪車的蓄電池組
客/貨運(yùn)電動(dòng)三輪車由于載重量大,因此需要大容量蓄電池,一般采用80~120A·h容量的蓄電池,串聯(lián)成24V、36V、48V、60V蓄電池組。
電動(dòng)三輪車使用的蓄電池一般為管式牽引鉛酸蓄電池,型號(hào)為XXV、XXA·h
例如12V、120A·h。前面部分表示鉛酸蓄電池的標(biāo)稱直流電壓,后面部分表示鉛酸蓄電池的標(biāo)稱容量。
在使用鉛酸蓄電池前,需向蓄電池的6個(gè)單格內(nèi)注入密度為1. 28g/cm3的硫酸電解液。電解液應(yīng)保持在蓄電池的MAX和MIN液面線之間,干式荷電蓄電池注入電解液靜置30min后,蓄電池即可裝車使用。使用前,用三段式充電機(jī)充電12h以上,對(duì)延長(zhǎng)電動(dòng)汽車蓄電池使用壽命有好處。