船用电池解析课件

1、电源p189GMDSS船载设备电源包括：主电源 船舶主发电机应急电源 船舶应急发电机备用电源 与不间断电源（UPS）系统相连的蓄电池第1页，共45页。主电源，应急电源和备用电源的关系p189第2页，共45页。备用电源的种类与特性备用电源可分为：一次性电池充电电池：铅酸电池和镍镉电池充放电电池一般不单节使用，而是串联成组以得到6V或12V或24V镍镉电池主要用于便携式VHF收发机电源 镍镉电池的充电时间一般限定在5h内 第3页，共45页。镍镉电池和镍氢电池的标称端电压是1.2V.同样尺寸镍氢电池的电容量比镍镉电池大。长期不用的镍镉电池和镍氢电池应每3个月进行一次完全充放，以检查其容量。储存6个月

2、以上的镍镉电池和镍氢电池不能快充，首次充电应慢充14-16小时。第4页，共45页。一次性电池使用寿命取决于内部活性物质的量最常见的一次性电池俗称为干电池，每节1.5V现在一次性电池有多种，一般按其内部主要化学物的名称来命名，如：碱性电池（1.5V），汞电池（1.4V），锂电池（1.45V）充放电电池常为充放电电池组，寿命较长，通常能充放电多次充放电电池一般不单节使用，而是串联成组以得到6V或12V或24V第5页，共45页。蓄电池分为三类：铅酸蓄电池（酸性）船舶广泛使用碱性（镍-镉）蓄电池 造价高，输出电压低免维护的蓄电池 近来常用，特点主要注意对其正常的充放电，无须人工对其进行维护。但由于其价

3、格相对较高，电池的使用期限等问题，目前还没有普及。第6页，共45页。铅酸电池特性p190能量密度最大，能在较大温度范围内可靠工作，性能优越而且能经得起误处理，价格便宜，维护得好能使用多年组成： 容器 极板（正极板隔在负极中间，负极板数量比正极板多一块，将正极板连成一组，再将负极板连成一组，组成两个极组） 隔离板电解液的比重作为检查铅酸电池状态的指针充满电时比重约为1.280（取决于温度。一般要求在20 ）比重值低于1.245 ，则必须充电。不得低于1.18空载时电池组的电压为24V放电过程越大，极电压下降得就越多第7页，共45页。铅酸电池结构容器极板隔离板其它组件各单元作用见P190.第8页，

4、共45页。铅酸电池的工作原理蓄电池是化学电源的一种，它把电能变成化学能储存起来，当需要时再把化学能转化成电能。充放电的原理见p191.铅酸蓄电池一般用密度来表示电解液的浓度（所谓密度就是1CM3的电解液的质量）。浓硫酸的密度为1.83.蓄电池所用的电解液密度在1.25-1.30之间，常以1.28为准。第9页，共45页。确定铅酸电池的充电状态用液体比重计测定电解液的比重值在充电或放电的过程中，电解液的比重线性地升高或降低。当电解液的比重（密度）不再线性地升高或降低时，意味着充电或放电的终点来临。充满电：1.251.30(取决于温度:炎热,与大量的气泡。)低于1.245应充电 第10页，共45页。

5、加载法空载24V带负载后，极电压会下降，这取决于电池的放电状态全放电：20V充满电：2323.5V第11页，共45页。 铅酸电池的日常管理电解液的配制铅酸电池所用电解液密度在1.2501.300之间，常以1.280为准配制电解液时，将纯硫酸慢慢细流注入水中，同时不断用玻璃棒搅动 电解液配制注意事项：绝不能将硫酸倒入容器后再注入蒸馏水配好的电解液不能立即倒入铅酸电池内，必须待充分冷却至室温才能注入要注意穿好防护服第12页，共45页。铅酸电池的充放电1、铅酸电池充电前的准备工作检查电瓶房是否有良好的通风用棉纱擦净铅酸电池表面，并用刮刀除去其电极上的氧化物检查液面，如液面低落，应放入蒸馏水旋出盖子上

6、的透气塞按充电电路，用软导线将铅酸电池连接起来接通电源第13页，共45页。2、 新铅酸电池的充电注入配好的电解液，液面应高出极板20mm左右，加满电解液后至少要停留4h，以保证铅酸电池的活性物质被电解液浸透，使化学变化进行的更彻底充电约50h后，正负极板产生大量气泡，每个单电池电压为2.6V左右，并在12h内保持不变，说明充电完毕3、铅酸电池的放电充足的电池要定期放电使用不可使电池剧烈放电，连续放电时间不超过24h放电后要尽快充电，不要超过12h做好放电记录，发现不正常立即解决第14页，共45页。铅酸电池的日常维护建立铅酸电池充放电记录本，认真记录各组电池工作情况电池使用中要保持各部分表面清洁

7、注意孔要塞紧，但胶塞上通气孔必须畅通每周检查一次液体比重每天进行带负荷和不带负荷的测试，并且在必要时使之处于充满的状态每月检查一次每一铅酸电池的可靠性、接头及铅酸电池的状态 铅酸电池的极板上涂有呈棕色的过氧化铅 铅酸电池的日常测试结果应记录于无线电日志上第15页，共45页。铅酸电池的使用注意事项和维护保养电解液的配制。注意比重一般为1.285. p192蓄电池的充放电。P193.蓄电池的日常维护。P194. 船用电池一般可每月进行一次全充全放操作蓄电池安放间的室内温度不得超过45C.第16页，共45页。蓄电池均衡充电(过充电)板极硫酸化/硫化板极表面出现白色结晶，正常充电时很难溶解，不易变成原

8、来的有效物质，放电容量降低，使用寿命缩短原因长期充电不足过放电后果电解液、容量、电压等产生不均衡处理对电池进行均衡充电，使各电池达到均衡一致第17页，共45页。蓄电池需要均衡充电的情况1，极少充放的电池，每月进行一次。2，紧急放电的终止电压超过了规定的数值。3，放电电流过大。4，放电后未及时进行充电5，电池长时间搁置等。第18页，共45页。均衡充电方法经常充电完毕后，再延长充电时间，其充电电流、时间、测量间隔时间如下表充电电流时间(h)测量间隔时间(h)第二阶段经常充电电流20.5第二阶段经常充电电流的1/341第二阶段经常充电电流的1/682第19页，共45页。备用电源的检查 建立电池充放电

9、记录本每天进行带负荷和不带负荷测试每周检查一次液体比重每月检查电池可靠性、接头及电池状态电池的日常测试结果应记录于radio log铅酸电池电解质是一种硫酸水溶液，充电过程中会产生易爆的氢气。因此，必须避免明火或火花。 第20页，共45页。新来的全体船员首次接手一艘船时，检测备用电源的状况十分重要。一种检查的方式是用正常工作电流和时间（低于10小时），把蓄电池组完全放电，然后再充满电。可以在任何时候检测充电状况，但是当船舶在海上时，检测工作不能造成蓄电池组的严重放电。只有当船舶在港时，才可进行这种测试。 第21页，共45页。铅酸蓄电池组的维护安装完及时充满电；避免过度放电而导致任一电池电压低于

10、2.1V,cell电压为2v不得让电池组一直处于放完电状态(24小时），否则电池组将变得难以或不能充电（极板硫酸盐化）；保证有适中的电解液的液位，液面应高出极板10-15mm。 注意每个电池的比重值，不同电池之间的比重相差太大时，通常表示其中一个或几个电池不再充电，提示电池已迫近失效。保持电池顶部干净及干燥，检查排气洞，紧固电极端子，并在其上面涂一层凡士林。不可使用明火或吸烟。不可将金属工具放在电池上。 第22页，共45页。极板硫化及其处理方法P194第23页，共45页。碱性蓄电池以碱性物质为电解质，电解质并不消耗，仅完成导电的作用优点体积小使用寿命长机械强度高能大电流放电缺点价格昂贵材料选择

11、困难第24页，共45页。碱性蓄电池安装要求：碱性蓄电池在充电过程中放出大量氢氧气体，需要通风装置，以防爆炸。初充电：注入已配制好的电解液，为防止二氧化碳进入电解液内，须在每只蓄电池中加入数滴液体石蜡，使电解液表面形成保护膜，然后让蓄电池静止2H后，测量电压。如无电压可以再静止10H再测。如仍无电压，则该蓄电池报废。在产生电压后，接着检查电解液的液面（液面一般高出极板10-15MM）。后进行查连接线与充电。对于镉镍蓄电池先进行正常充电6H，再用正常充电的一半电流继续充电6H，接着用8H放电率放电4H.这样的充电和放电循环要进行三次。这时如蓄电池的电压合格了，就可以投入使用了。第25页，共45页。

12、放电率discharge rate；为测算蓄电池或原电池的容量大小，以恒定电流放电时的电流值。习惯上有两种表达方式：（1）“小时率”。由于电池的放电电流影响其容量，生产厂在规定其产品的额定容量C时必须标明其放电率。如C20=60安时，表示这种电池以20小时率放电时额定容量为60安时，故放电率（即放电电流）I20=60/20=3安。（2）“C放电率”或称电池额定容量C的“倍率”。仍设C20=60安时，则放电倍率为0.05C，lC或10C，分别表示放电电流为3安，60安或600安时其容量应为60安时。放电率愈大，电池能输出的容量愈小。第26页，共45页。对于铁镍蓄电池，先进行正常充电12H，再用8

13、H放电率放电，这时如果两极电压仍在1.0V以下，则用12H充电率再进行一次充电，然后就可投入使用。如果这时的电压低于10V，则需再一次上述的充放电循环，在电压合格后使用。第27页，共45页。正常充电P195电流为其本身额定容量25%正常充电率充电7H必须注意温度（对于不加氢氧化锂的电解液，不得超过30.加氢氧化锂的电解液，不得超过40.）过高，停止充电，冷却后再充电在充电时一般不取下塞子，防止二氧化碳进入蓄电池内，使电解液失效。这样就要注意塞子的通透性，否则会使蓄电池外壳膨胀损坏。充电程度判断方法观察两极电压铁镍1.8/镉镍1.75V后，再经1h后电压仍无显著变化且充入电量已达放出电量的140

14、%。即充电完成。Cell为1.5v（多单元）第28页，共45页。酸性和碱性蓄电池在性能上区别 酸性蓄电池的极板一般采用铅锑合金制成的栅格式。正极板的活性物质是二氧化铅，负极板的活性物质是海绵状纯铅。单个电池的电压为2V左右。内阻小，适合大电流放电，一般作为柴油机启动电源。碱性电池由于极板的活性物质不同，分为铁镍、镉镍、银锌等系列。船用一般为镉镍。镉镍蓄电池的正极板为氧化镍粉、石墨粉组成。负极板由氧化镉粉和氧化铁粉组成。单个电压为1.25V左右。具有体积小，机械强度高，工作电压平稳，使用寿命长，在船上日益广泛。酸性蓄电池和碱性蓄电池性能上确实有区别，碱性电池在寿命上，保养上都比酸电池优越很多，一

15、般碱性蓄电池几乎不需要有人值守，如果换铅酸电池机房就必须派人值守，还要准备维护电池的器具。最直接的，铅酸电池充电时会产生酸雾，什么都腐蚀，碱性电池就不会；铅酸电池需要补液，检查硫化，碱性电池也不会；同样能量密度的电池，铅酸电池体积重量都要比碱性电池大很多，唯一不好的是碱性电池单节电压低，达到同样电压的电池数量要多于铅酸电池，而且价格也比铅酸电池高很多。其实现在你看采用碱性电池的地方都是因为寿命，维护简便才采用碱性电池的，大部分地方还都是铅酸电池。 第29页，共45页。锂电池组锂原电池组被用于各种EPIRB和SART，锂阳极技术是在锌电池技术上的重大改进。锂电池组特色可在大的温度范围内工作长储藏

16、寿命高可靠性电池电压范围从2.6V到3.6V适合高可靠性应用场合一次性电池中的锂电池5年内能量内耗为 2%而干电池12个月内能量内耗为 20% 应每月对其作测试，以及每三年或四年将其更换。更换日期标注在EPIRB和SART上。 第30页，共45页。备用电源第一节 备用电源的容量（容量计算单位A.H)要求:GMDSS设备必须既能在船舶主电源下工作，又能在备用电源下工作备用电源的容量应能确保GMDSS设备连续工作1h按CCIR要求，紧急情况下备用电源必须能同时驱动VHF电台和另一个报警设备第31页，共45页。备用电源输出电流应等于下列设备同时工作所需电流的最大值1,VHF接收机的功率2,VHF发射

17、机功耗的20%3,应急灯的功耗4,一台INMARSAT船站接收时的功耗5,全功率时，一台INMARSAT船站发射功耗的25%6,一台MF/HF接收机的功耗7,全功率发射无线电话时，1台MF/HF发射机功耗的33%铅酸电池组以10h速率放电的话，理论上讲可持续输送14.4A电流若以14.4A电流带负载的话，一般只能持续67h第32页，共45页。GMDSS对备用电源的要求p197遇险情况下，每台无线电设备所需备用电源的电负荷由其：1/2发送所耗电流+接收所耗电流+任何附加负荷所耗电流 确定。船舶在航行时，应始终备有足够的电源供无线电设备工作，且能为无线电设备的一个或多个备用电源组成部分的任何蓄电池

18、进行充电。其他注意事项见p197第33页，共45页。P196.备用电源是强制性的装备，且必须能在主电源和应急电源失效的情况下向无线电设备供电，以执行遇险和安全无线电通信备用电源必须能同时驱动：VHF无线电设备；和MF、HF无线电设备或船舶地球站三者之一其它必要的负载，如：与无线电设备连接的导航设备或无线电设备的必要的应急照明。备用电源的工作时间至少应为1小时或6小时，取决于船上是否配备了符合SOLAS公约11-1章中42或43规则的应急电源。备用电源应独立于船推进动力以及和船舶的电力系统。 第34页，共45页。第四节：船用天线p197天线是具有发射和接收无线电波能力的装置,一般分为发射天线和接

19、收天线两种。发射天线的作用是把已调高频电流的能量转换成电磁波能量向空间辐射出去。接收天线的作用是将来自空间的电磁波能量转化为高频电流能量。因此，发射与接收天线都是一种能量转换装置，而且可以证明它们具有互易性，即收发天线可以互换使用，其参数基本不变，也可以使信号收发共用一个天线。第35页，共45页。当天线处于调谐状态时，其发射或接收无线电波的能力最好。现在的发射机一般都带有自动保护电路，在必要的时候，它会自动关掉发射机或将发射机发射功率降到一个安全的水平。 第36页，共45页。船舶常用的地面系统天线T型和倒“L” “”型天线：船用中高频单边带设备的工作频率覆盖了整个中波及短波波段。由于船上空间有

20、限，不可能对每个波段都配置一副专用天线。所有船用单边带发射机通常只配一副主天线，该天线是按中波发射方式设置的，短波也从该天线中发出。由于中波传播主要靠地波传播，而地波传播一般采用垂直极化方式，故中波天线一般采用垂直天线。船用中高频收发设备的天线通常采用T型和 “”型天线，呈容性，小电阻特性。第37页，共45页。T型和倒“L” “”型天线：天线要能有效地辐射电磁波，其天线长度L与辐射的电磁波波长应相比拟，即L/ 应尽可能大。但由于 L/ 中波的较长， L/ 就会很小，也就是天线的辐射电阻R就会很小，从而引起天线辐射效率极低和天线过压。为了提高收发信机的有效高度，常采用天线加顶（即加上水平天线）的

21、方法 来增加天线的有效长度L，提高L/ 値，使天线的辐射电阻R增大，天线的辐射效率增加。同时加上水平天线后能产生较大的电容，增加了天线的输入电容，减少了容抗，从而减少了天线的过压。 “”型天线适用于MF通信，“P L” 天线适用于HF通信.直立桅杆式天线：加顶圈道理与上一样。目的是增加天线的有效长度与减少天线的过压。这三种天线类型已逐渐淘汰掉。第38页，共45页。鞭状式天线鞭状天线是一种可弯曲的垂直杆状天线，其长度一般为1/4或1/2波长。鞭状天线主要用于接收机和导航系统中。由于天线长度一般小于工作波长，天线呈较大容性，通常经由天线耦合器再接入接收机。天线耦合器中的负载线圈可抵消天线。谐振是指

22、功放的负载经调谐后，转变成为一个纯电阻。而匹配是指功放的输出电阻与其负载电阻相等，实现最大的功率输出。其他地面通信系统的天线见P198.第39页，共45页。卫星通信天线抛物面天线：这种天线的特点是定向性天线，使用聚焦的技术，能获得较高的发射和接收增益。目前Inmarsat地面站，船上安装的B型，M移动站，都采用抛物面天线。因为这种天线具有极强的方向性，因此在使用这种天线进行通信时，要求时刻将天线对准所使用的卫星。而且在天线与卫星之间，必须保持通畅，不能有任何障碍物存在。它存在水平线XY轴调整（船舶左右X轴前后Y轴摇动时）方位AZ轴（0 -270 ）调整（船舶改变航向时）仰角EL轴（5 - 90）调整（船舶航行一段距离后）。 AZ轴与仰角EL轴调整都由接收的电平信号来控制伺服装置以调整天线指向第40页，共45页。卫星通信天线卫星全向天线：也称为螺旋天线。该天线的特点是能够接收所有