航空電瓶知識(shí)概述

8向用電設(shè)備供電；充電時(shí)，又將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存起來，因此又稱電瓶，可反復(fù)使用。少能維持半小時(shí)供電〔ETOP維持飛行時(shí)間為1小時(shí)〕。飛機(jī)在地面進(jìn)展通電檢查時(shí)有時(shí)也用到電瓶。航空電瓶的分類和主要功能機(jī)上和地面使用，大型飛機(jī)的電瓶目前一般承受鎳鎘堿性電瓶。電瓶的功用主要有：在直流電源系統(tǒng)中，切換大負(fù)載時(shí)起到維持系統(tǒng)電壓穩(wěn)定的作用；用于啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)或APU；在應(yīng)急狀況下，向重要的飛行儀表和導(dǎo)航等設(shè)備供電，保證飛機(jī)安全著陸。典型的航空電瓶如以以下圖8.1-1所示。圖8.1-1飛機(jī)酸性電瓶和堿性電瓶酸性電瓶鉛酸電瓶的構(gòu)造飛機(jī)上常用的酸性電瓶為鉛酸電瓶。主要部件包括：正負(fù)極板、電解液、隔板、電池槽、排氣閥等。航空酸性電瓶一般由12個(gè)單體電池串聯(lián)組成，每個(gè)單體電池輸出電壓為2.1V，放電終止電壓為1.7V。單體電池的極板由鉛-銻合金柵架組成，正極板上涂有糊狀的二氧化鉛PbO，負(fù)極板上涂有金屬鉛P學(xué)反響的有效材料，稱為活性物質(zhì)。為充分利用活性物質(zhì)，極板多為疏松多孔狀，以便電解液滲8.2-1單體電池的構(gòu)造入。正負(fù)極板間的隔板由多孔的高絕緣性能材料制成。電解液為稀硫酸〔H2SO4。單體電池裝在防酸容器中。由于電池布滿電時(shí)，有氣體逸出，所以每個(gè)單體電池上方裝有排氣閥，用于排出氣體，但電解液不會(huì)因飛機(jī)機(jī)動(dòng)飛行而濺出。鉛酸電瓶的工作原理布滿電時(shí)，正極為二氧化鉛，負(fù)極為鉛，電解液為1.285的稀硫酸。放電時(shí)，正負(fù)極板都成為硫酸鉛，電解液中一局部生成水，所以比重下降。當(dāng)充電時(shí)，硫酸從極板中析出，與水結(jié)合，所以電解液比重上升，而正負(fù)極板復(fù)原成充好電狀態(tài)，即二氧化鉛和鉛。因此，酸性電瓶可以用測(cè)量電解液的比重來判別電池的充放電狀態(tài)。圖8.2-2鉛酸蓄電池放電時(shí)的化學(xué)反響原理圖充好電的標(biāo)志⑴有大量氣泡析出，液面產(chǎn)生均勻細(xì)密的氣泡?！布僭O(shè)氣泡很大，說明極板質(zhì)量下降〕2.5-2.8V1.285⑷連續(xù)充電2小時(shí)電壓和比重保持穩(wěn)定不變。維護(hù)留意事項(xiàng)電瓶應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格依據(jù)生產(chǎn)廠家的使用說明書和維護(hù)手冊(cè)進(jìn)展。充電間嚴(yán)禁煙火，室內(nèi)應(yīng)有良好的通風(fēng)設(shè)備，應(yīng)承受防爆電氣設(shè)備。由于酸性電瓶布滿電時(shí)排出大量氫氣。如室內(nèi)空氣中含4%的氫氣時(shí)遇到明火將引起爆炸。充電過程中將排氣閥翻開，檢查電解液的液面。一般狀況下由于水分蒸發(fā)而使液面降電解液比重一樣的稀硫酸溶液。在充電過程中溫度不宜過高，一般要求電瓶溫度不超過125℉。充電完畢后測(cè)量電解液比重，各單格電瓶比重不同時(shí)進(jìn)展調(diào)整。電解液比重調(diào)整后再補(bǔ)充充電1-2小時(shí)。保持電瓶清潔，防止自放電。每月至少對(duì)電瓶補(bǔ)充電一次。堿性電瓶力氣強(qiáng)、壽命長(zhǎng)、內(nèi)阻小〔一般酸性電瓶的內(nèi)阻為30毫歐左右，而堿性電瓶?jī)?nèi)阻只有10毫歐左右〕、維護(hù)性好、貯存期長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，尤其是大電流放電時(shí)，電壓平穩(wěn)，格外適合于啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)等短時(shí)大電流放電場(chǎng)合。但堿性電瓶也有缺點(diǎn)，例如本錢高、有“記憶”效應(yīng)等。目前大多數(shù)運(yùn)輸機(jī)上都承受堿性電瓶，飛機(jī)常用的堿性電瓶為鎳鎘電瓶。堿性電瓶的構(gòu)造和工作原理和氫氣從泄氣閥〔排氣閥〕隔電瓶，如無特別說明，本書爭(zhēng)論的電瓶即為閥控式鎳隔電瓶。飛機(jī)常用的鎳鎘電瓶由20個(gè)或191.22V。單體電池的根本構(gòu)造與鉛酸電瓶一樣，主要由正負(fù)極板、電解液、隔膜、泄氣閥等組成，現(xiàn)在飛機(jī)上的堿性電瓶還有溫度把握組件。單體電池的構(gòu)造如圖3.1-1所示。極板鎳鎘電瓶正極板為活性物質(zhì)三價(jià)鎳的氫氧化物NiOO，負(fù)極板為鎘C一般為極板燒結(jié)式極板。一個(gè)單體電池有多個(gè)正負(fù)極板組成的極板組構(gòu)成。隔膜膜的主要作用有兩個(gè)：一是防止正極板和負(fù)極板接觸，使電瓶失效。二是氣體隔離作〔玻璃紙的作用量，從而導(dǎo)致電池?zé)釗舸?。電解液電解液為氫氧化鉀〔KOH〕水溶液〔30%氫氧化鉀和70%的水，KOH的密度為1.24～1.30g/cm3度。泄氣閥每個(gè)單體電池上安裝有泄氣閥也稱為釋壓閥或排氣閥。泄氣閥有三個(gè)作用：擰開時(shí)用于加蒸餾水或電解液；防止飛機(jī)飛行時(shí)電解液泄露；為保護(hù)電瓶，防止電瓶?jī)?nèi)氣體壓力太大而引起爆炸。閥開啟壓力范圍為～10PS13.69Kp。當(dāng)氣壓小于2PSI時(shí)，泄氣閥關(guān)閉，防止空氣中的酸性氣體與電瓶的電解液起反響而降低電瓶容量和飛機(jī)不在平飛或顛簸時(shí)電解液泄露濺出。當(dāng)電瓶充放電時(shí)，尤其是過充時(shí)，會(huì)產(chǎn)生氣體，當(dāng)電瓶?jī)?nèi)部氣體壓力大于2個(gè)PSI10PSI2PSI溫度把握組件率和放電容量。溫度把握主要有兩種形式，一種是熱敏開關(guān)〔超溫存低溫，另一種溫度傳感器。另外，有些電瓶還裝有溫度保護(hù)開關(guān)，當(dāng)電瓶溫度超過130℉〔54.44℃〕時(shí)切斷電電池上裝有低溫敏感開關(guān)和加熱裝置，當(dāng)溫度低于30℉〔－2℃〕時(shí)，接通加熱電路，當(dāng)溫40℉〔5℃〕時(shí)斷開。8.3-1鎳隔蓄電池放電時(shí)的化學(xué)反響原理圖堿性電瓶充好電的標(biāo)志：⑴有大量氣體放出。1.5-1.8V，并將保持不變，防止過充電。堿性電瓶的適航要求：電瓶的外觀良好。電瓶的有效容量應(yīng)不低于額定容量的85%。在飛機(jī)上加雙倍負(fù)載電流，電壓不低于24V。2～10psi密封式鎳隔電瓶介紹密封式鎳隔電瓶一般為纖維式鎳隔電瓶FN〔FiberNickelNadmiu，當(dāng)電瓶過充時(shí)的正極產(chǎn)生氧氣由負(fù)極吸取，或加裝AquaGen水分重組系統(tǒng)，AquaGen水份重組系統(tǒng)內(nèi)含有催化劑，當(dāng)充電時(shí)產(chǎn)生的氧氣和氫氣與催化劑接觸后，形成蒸餾水回流到電極單元。的，沒有氣體排出，不需要泄氣閥，電解液也不會(huì)溢出，不用加蒸餾水，沒有記憶效應(yīng)，不到電瓶車間維護(hù)和檢測(cè)。電瓶的常用充電方法一是充電作用，二是作變壓整流器用，為飛機(jī)供給直流電源。依據(jù)適航要求，飛機(jī)電瓶必需定期離位檢查，即送內(nèi)場(chǎng)進(jìn)展檢查、容量測(cè)試和充電，確保電瓶的容量符適宜航要求。本節(jié)重點(diǎn)爭(zhēng)論電瓶在內(nèi)場(chǎng)的充電方法和要求。電瓶的常用充電方法從充電方式看，有恒壓充電、恒壓限流充電、恒流充電、二階段恒流充電、恒壓恒流充電、快速充電和浮充電方式等根本充電方式。恒壓充電：恒壓充電是指在充電過程中，充電電壓恒定不變，同時(shí)，充電設(shè)備的8.4-1圖8.4-1恒壓充電方式的優(yōu)點(diǎn)是：①在充電設(shè)備能供給足夠充電電流的狀況下〔大于10C，充電速度快。在開頭充電的30分鐘內(nèi)，就可以將完全放電的電瓶充到90％的容量。②充電設(shè)備簡(jiǎn)潔。③電解液的水分損失比較小。恒壓充電方式的缺點(diǎn)是：①?zèng)_擊電流大。當(dāng)電瓶完全放電以后，電壓很低，而充電電壓保持不變，這時(shí)沖擊電流很大。②由于各單體電池的內(nèi)阻、極板、電解液不能完全一樣，恒壓充電時(shí)，每個(gè)單體電池安排的電壓不相等，簡(jiǎn)潔造成單體電池充電不平衡，有些單體過充，有些單體充缺乏。③當(dāng)充電設(shè)備的電壓設(shè)定過高或過低時(shí)，簡(jiǎn)潔造成電瓶過充或充電缺乏。為了防止沖擊電流過大，損傷電瓶和充電設(shè)備，有些充電設(shè)備承受恒壓限流的充電方式，即在電瓶開頭充電時(shí)進(jìn)展電流限制，固然這種充電方式充電時(shí)間相比照較長(zhǎng)。在早期飛機(jī)上使用酸性電瓶，飛機(jī)電瓶直接連接到飛機(jī)直流匯流條上進(jìn)展的充電方式即為恒壓充電。現(xiàn)在恒壓充電模式主要用于給電瓶浮充電，并向熱電瓶匯流條供電。在地面一般都承受二階段恒流充電。恒流充電方式〔ConstantCurrentCharging〕恒流充電是指在充電過程中，電流維持恒定，充電設(shè)備的輸出電壓隨電瓶電壓的變化8.4-2圖8.4-2恒流充電方式的優(yōu)點(diǎn)是：①?zèng)]有過大的沖擊電流。②不會(huì)引起單體電池充電不平衡。③簡(jiǎn)潔測(cè)量和計(jì)算出充入電瓶的電能A恒流充電方式的缺點(diǎn)是：①開頭充電階段電流過小，在充電后期充電電流又過大，充電時(shí)間長(zhǎng)。②過充時(shí)析出氣體多，對(duì)極板沖擊大，能耗高，電解液水分損失相對(duì)要多。③充電設(shè)備比較簡(jiǎn)潔。承受二階段恒流充電法可以抑制恒流充電時(shí)間長(zhǎng)的缺點(diǎn)，一般先承受大電流，再用小的水分損失，但充電設(shè)備比較簡(jiǎn)潔。實(shí)現(xiàn)恒流充電有兩種根本方式，一種是承受模擬把握的方法實(shí)現(xiàn)電流恒定，另一種方時(shí)間下降時(shí)平均充電電流上升，反之平均電流下降。電流波形如以以下圖所1.3-38.4-3II圖8.4-3脈寬把握恒流充電原理3．恒流恒壓充電方式〔ConstantCurrentConstantPotentialCharging〕當(dāng)電瓶開頭充電時(shí)承受恒流充電方式方式。這種充電方式集中了恒壓、恒流充電的優(yōu)點(diǎn)，抑制了恒壓、恒流充電的缺乏，但充電8.4-4至預(yù)定的電壓值后，改為恒電壓充電，同時(shí)充電器作為TRU種充電器必需具有良好的電瓶超溫保護(hù)功能和限流功能。圖8.4-4 恒壓恒流充電曲線快速充電方式(FastCharging)為了能夠最大限度地加快電瓶的化學(xué)反響速度，縮短電瓶到達(dá)滿充狀態(tài)的時(shí)間，一般承受大電流〔≥2C〕充電。但是，大電流充電會(huì)使電池產(chǎn)生極化現(xiàn)象。極化現(xiàn)象是指電瓶在充〔放〕電過程中，尤其是大電流充〔放〕電時(shí)，電池的極板電阻增加〔歐姆極化；另一方面，造成正負(fù)極板四周電解液濃度與其他地方不一樣〔濃差極化，從而使電化學(xué)反響速度減慢，導(dǎo)致溫度上升，并產(chǎn)生大量氣體。電法和ReflexTM快速充電法等。脈沖式充電法脈沖充電方式首先是用脈沖電流對(duì)電瓶充電，然后讓電瓶停充一段時(shí)間，如此循環(huán)，如圖8.4-5時(shí)間，削減了析氣量，提高了電瓶的充電電流承受率。圖8.4-5 脈沖式充電曲線這種方式在航空和地面電瓶充電中得到了廣泛應(yīng)用電池?fù)p壞的后果。ReflexTM快速充電法ReflexTM充電法的一個(gè)工作周期包括正向充電脈沖，反向瞬間放電脈沖，停充維持38.4-6充電設(shè)備比較簡(jiǎn)潔。8.4-6ReflexTM快速充電法留意：有些電瓶〔尤其是密封式電瓶〕不能用ReflexTM快速充電法充電，在電瓶維護(hù)和充電時(shí)確定要留意。浮充電(FloatCharging)電瓶的環(huán)境溫度、清潔程度和容量有關(guān)。在15℃～33℃范圍內(nèi)，對(duì)于堿性電瓶來說，1Ah需要浮充電電流3mA左右〔酸性電瓶略高，一個(gè)40Ah的電瓶需浮充電120mA左右。當(dāng)溫度上升時(shí)，浮充電流應(yīng)有所增加。充電時(shí)的留意事項(xiàng)在電瓶充電之前，應(yīng)做必要的檢查、清潔及電瓶連接條間的力矩檢查。連接充電電纜之前，將電瓶輸出端子及單體電池之間的短路夾子撤除〔如有。充電時(shí)，應(yīng)將電瓶放置于直立狀態(tài)。開頭充電之前，檢查確認(rèn)電瓶與充電機(jī)連接正確。在任何狀況下，在電瓶上工作時(shí)都必需格外留神，不允許將工具或者其它金屬物體放置于單體電池之間的連接片上，否則猛烈的火花放電將有可能導(dǎo)致人員損害及電瓶損壞。因此，維護(hù)電瓶所使用的工具都應(yīng)是絕緣工具。充電電瓶溫度不能過高。10—15分鐘，測(cè)量每個(gè)單格電池的電壓，必需在1.5～1.7V〔有的1.53V～1.75V〕具體數(shù)值應(yīng)依據(jù)CMM在小電流假設(shè)在電解液液面高度符合要求，低于1.5V1.7V必需更換。電瓶的常用術(shù)語電瓶的電壓〔cell〕單體電池之和。鉛酸電瓶一般有12個(gè)單體電池組成鉛酸電瓶每個(gè)單體電池額定輸出電壓為2V，電瓶額定輸出電壓為24V；堿性電瓶由2019電壓為1.2V，電瓶額定輸出電壓為24V。鉛酸電瓶最低每單體電池電壓為1.75V,電瓶電壓21V,1V20V19V)。電瓶的容量電瓶的容量是指電瓶從布滿電狀態(tài)以確定電流放電到放電終止電壓所放出的電量。常用的單位為安培小時(shí)，簡(jiǎn)稱安時(shí)A.〕或毫安時(shí)mA.h1個(gè)100Ah的電瓶用100A50A220A5對(duì)于堿性電瓶根本上是正確的〔堿性電瓶?jī)?nèi)阻很小。而對(duì)于酸性電瓶，大電流放電時(shí)由于一。為了準(zhǔn)確定義酸性電瓶的容量，一般承受5小時(shí)放電準(zhǔn)則，即讓一個(gè)布滿電的電瓶用5小時(shí)放完。如一個(gè)40Ah的電瓶，用8A放電，應(yīng)能持續(xù)5個(gè)小時(shí)。影響電瓶容量的因素主要有四個(gè)方面：a.極板活性物質(zhì)的多少；b.極板面積的大??；c.電解液；d.放電時(shí)的溫度；e.充放電速率。隨著充放電次數(shù)的增加，電瓶容量會(huì)逐步下降。放電速率放電速率簡(jiǎn)稱放電率，常用“C”表示?！癈”速率〔“C”rate〕常用來描述電瓶的1小時(shí)放完〔到達(dá)截止電壓〕1C，如容量40Ah電瓶的“C”為40A，1/2“C”則為20A，1/5“C”為8A，2“C”為80A。用1/2“C”充電〔或放電〕說明充電〔或放電〕電流為20A。深度放電單體電池的電壓不平衡〔尤其在飛機(jī)上承受衡壓充電時(shí)比較嚴(yán)峻，恢復(fù)電瓶容量。深度放都放完，再用短路夾短接單體電池兩端。容量測(cè)試將飛機(jī)上拆下的電瓶先進(jìn)展放電〔初次放電、深度放電、再按要求充電，將布滿電的1CC/C/放電〔電壓低于1V時(shí)停頓放電，放電電流乘上放電時(shí)間就是該電瓶的有效容量。電瓶在飛機(jī)上的檢查檢查電瓶箱、電瓶蓋、電瓶插座和接頭是否有明顯的破壞或損壞。檢查輸出插頭連接是否良好?！步佑|時(shí)手感不良并在電瓶車間進(jìn)展檢查。檢查泄氣閥是否有堵塞、泄漏等損壞狀況，假設(shè)有則修理或更換泄氣閥。檢查電瓶箱排氣孔是否有堵塞或裂紋，假設(shè)有則修理或更換。翻開電瓶蓋，檢查步驟如下：清潔狀況：正常狀況下，除了一些灰塵和略微的沉積物K2CO〕多，則需要將電瓶拆下并清潔。電池單格附件：假設(shè)電池單格之間的連接片和接線端腐蝕比較嚴(yán)峻，某些附件過熱或損壞〔如裂紋等〕，則電瓶需從飛機(jī)上拆下，放電之后再更換腐蝕或損壞的附件。假設(shè)這些附件保持清潔，則將螺母重?cái)Q到規(guī)定的力矩即可。O形密封圈是否有堵塞、裂紋或密封不良等問題，清潔這些附件上存在的鹽份并檫干。假設(shè)損壞，則更換。多余的電解液：假設(shè)在電池單格頂部有大量的電解液消滅，或者