航空电瓶知识概述

8向用电设备供电；充电时，又将电能转化为化学能储存起来，因此又称电瓶，可反复使用。少能维持半小时供电〔ETOP维持飞行时间为1小时〕。飞机在地面进展通电检查时有时也用到电瓶。航空电瓶的分类和主要功能机上和地面使用，大型飞机的电瓶目前一般承受镍镉碱性电瓶。电瓶的功用主要有：在直流电源系统中，切换大负载时起到维持系统电压稳定的作用；用于启动发动机或APU；在应急状况下，向重要的飞行仪表和导航等设备供电，保证飞机安全着陆。典型的航空电瓶如以以下图8.1-1所示。图8.1-1飞机酸性电瓶和碱性电瓶酸性电瓶铅酸电瓶的构造飞机上常用的酸性电瓶为铅酸电瓶。主要部件包括：正负极板、电解液、隔板、电池槽、排气阀等。航空酸性电瓶一般由12个单体电池串联组成，每个单体电池输出电压为2.1V，放电终止电压为1.7V。单体电池的极板由铅-锑合金栅架组成，正极板上涂有糊状的二氧化铅PbO，负极板上涂有金属铅P学反响的有效材料，称为活性物质。为充分利用活性物质，极板多为疏松多孔状，以便电解液渗8.2-1单体电池的构造入。正负极板间的隔板由多孔的高绝缘性能材料制成。电解液为稀硫酸〔H2SO4。单体电池装在防酸容器中。由于电池布满电时，有气体逸出，所以每个单体电池上方装有排气阀，用于排出气体，但电解液不会因飞机机动飞行而溅出。铅酸电瓶的工作原理布满电时，正极为二氧化铅，负极为铅，电解液为1.285的稀硫酸。放电时，正负极板都成为硫酸铅，电解液中一局部生成水，所以比重下降。当充电时，硫酸从极板中析出，与水结合，所以电解液比重上升，而正负极板复原成充好电状态，即二氧化铅和铅。因此，酸性电瓶可以用测量电解液的比重来判别电池的充放电状态。图8.2-2铅酸蓄电池放电时的化学反响原理图充好电的标志⑴有大量气泡析出，液面产生均匀细密的气泡。〔假设气泡很大，说明极板质量下降〕2.5-2.8V1.285⑷连续充电2小时电压和比重保持稳定不变。维护留意事项电瓶应当严格依据生产厂家的使用说明书和维护手册进展。充电间严禁烟火，室内应有良好的通风设备，应承受防爆电气设备。由于酸性电瓶布满电时排出大量氢气。如室内空气中含4%的氢气时遇到明火将引起爆炸。充电过程中将排气阀翻开，检查电解液的液面。一般状况下由于水分蒸发而使液面降电解液比重一样的稀硫酸溶液。在充电过程中温度不宜过高，一般要求电瓶温度不超过125℉。充电完毕后测量电解液比重，各单格电瓶比重不同时进展调整。电解液比重调整后再补充充电1-2小时。保持电瓶清洁，防止自放电。每月至少对电瓶补充电一次。碱性电瓶力气强、寿命长、内阻小〔一般酸性电瓶的内阻为30毫欧左右，而碱性电瓶内阻只有10毫欧左右〕、维护性好、贮存期长等优点，尤其是大电流放电时，电压平稳，格外适合于启动发动机等短时大电流放电场合。但碱性电瓶也有缺点，例如本钱高、有“记忆”效应等。目前大多数运输机上都承受碱性电瓶，飞机常用的碱性电瓶为镍镉电瓶。碱性电瓶的构造和工作原理和氢气从泄气阀〔排气阀〕隔电瓶，如无特别说明，本书争论的电瓶即为阀控式镍隔电瓶。飞机常用的镍镉电瓶由20个或191.22V。单体电池的根本构造与铅酸电瓶一样，主要由正负极板、电解液、隔膜、泄气阀等组成，现在飞机上的碱性电瓶还有温度把握组件。单体电池的构造如图3.1-1所示。极板镍镉电瓶正极板为活性物质三价镍的氢氧化物NiOO，负极板为镉C一般为极板烧结式极板。一个单体电池有多个正负极板组成的极板组构成。隔膜膜的主要作用有两个：一是防止正极板和负极板接触，使电瓶失效。二是气体隔离作〔玻璃纸的作用量，从而导致电池热击穿。电解液电解液为氢氧化钾〔KOH〕水溶液〔30%氢氧化钾和70%的水，KOH的密度为1.24～1.30g/cm3度。泄气阀每个单体电池上安装有泄气阀也称为释压阀或排气阀。泄气阀有三个作用：拧开时用于加蒸馏水或电解液；防止飞机飞行时电解液泄露；为保护电瓶，防止电瓶内气体压力太大而引起爆炸。阀开启压力范围为～10PS13.69Kp。当气压小于2PSI时，泄气阀关闭，防止空气中的酸性气体与电瓶的电解液起反响而降低电瓶容量和飞机不在平飞或颠簸时电解液泄露溅出。当电瓶充放电时，尤其是过充时，会产生气体，当电瓶内部气体压力大于2个PSI10PSI2PSI温度把握组件率和放电容量。温度把握主要有两种形式，一种是热敏开关〔超温存低温，另一种温度传感器。另外，有些电瓶还装有温度保护开关，当电瓶温度超过130℉〔54.44℃〕时切断电电池上装有低温敏感开关和加热装置，当温度低于30℉〔－2℃〕时，接通加热电路，当温40℉〔5℃〕时断开。8.3-1镍隔蓄电池放电时的化学反响原理图碱性电瓶充好电的标志：⑴有大量气体放出。1.5-1.8V，并将保持不变，防止过充电。碱性电瓶的适航要求：电瓶的外观良好。电瓶的有效容量应不低于额定容量的85%。在飞机上加双倍负载电流，电压不低于24V。2～10psi密封式镍隔电瓶介绍密封式镍隔电瓶一般为纤维式镍隔电瓶FN〔FiberNickelNadmiu，当电瓶过充时的正极产生氧气由负极吸取，或加装AquaGen水分重组系统，AquaGen水份重组系统内含有催化剂，当充电时产生的氧气和氢气与催化剂接触后，形成蒸馏水回流到电极单元。的，没有气体排出，不需要泄气阀，电解液也不会溢出，不用加蒸馏水，没有记忆效应，不到电瓶车间维护和检测。电瓶的常用充电方法一是充电作用，二是作变压整流器用，为飞机供给直流电源。依据适航要求，飞机电瓶必需定期离位检查，即送内场进展检查、容量测试和充电，确保电瓶的容量符适宜航要求。本节重点争论电瓶在内场的充电方法和要求。电瓶的常用充电方法从充电方式看，有恒压充电、恒压限流充电、恒流充电、二阶段恒流充电、恒压恒流充电、快速充电和浮充电方式等根本充电方式。恒压充电：恒压充电是指在充电过程中，充电电压恒定不变，同时，充电设备的8.4-1图8.4-1恒压充电方式的优点是：①在充电设备能供给足够充电电流的状况下〔大于10C，充电速度快。在开头充电的30分钟内，就可以将完全放电的电瓶充到90％的容量。②充电设备简洁。③电解液的水分损失比较小。恒压充电方式的缺点是：①冲击电流大。当电瓶完全放电以后，电压很低，而充电电压保持不变，这时冲击电流很大。②由于各单体电池的内阻、极板、电解液不能完全一样，恒压充电时，每个单体电池安排的电压不相等，简洁造成单体电池充电不平衡，有些单体过充，有些单体充缺乏。③当充电设备的电压设定过高或过低时，简洁造成电瓶过充或充电缺乏。为了防止冲击电流过大，损伤电瓶和充电设备，有些充电设备承受恒压限流的充电方式，即在电瓶开头充电时进展电流限制，固然这种充电方式充电时间相比照较长。在早期飞机上使用酸性电瓶，飞机电瓶直接连接到飞机直流汇流条上进展的充电方式即为恒压充电。现在恒压充电模式主要用于给电瓶浮充电，并向热电瓶汇流条供电。在地面一般都承受二阶段恒流充电。恒流充电方式〔ConstantCurrentCharging〕恒流充电是指在充电过程中，电流维持恒定，充电设备的输出电压随电瓶电压的变化8.4-2图8.4-2恒流充电方式的优点是：①没有过大的冲击电流。②不会引起单体电池充电不平衡。③简洁测量和计算出充入电瓶的电能A恒流充电方式的缺点是：①开头充电阶段电流过小，在充电后期充电电流又过大，充电时间长。②过充时析出气体多，对极板冲击大，能耗高，电解液水分损失相对要多。③充电设备比较简洁。承受二阶段恒流充电法可以抑制恒流充电时间长的缺点，一般先承受大电流，再用小的水分损失，但充电设备比较简洁。实现恒流充电有两种根本方式，一种是承受模拟把握的方法实现电流恒定，另一种方时间下降时平均充电电流上升，反之平均电流下降。电流波形如以以下图所1.3-38.4-3II图8.4-3脉宽把握恒流充电原理3．恒流恒压充电方式〔ConstantCurrentConstantPotentialCharging〕当电瓶开头充电时承受恒流充电方式方式。这种充电方式集中了恒压、恒流充电的优点，抑制了恒压、恒流充电的缺乏，但充电8.4-4至预定的电压值后，改为恒电压充电，同时充电器作为TRU种充电器必需具有良好的电瓶超温保护功能和限流功能。图8.4-4 恒压恒流充电曲线快速充电方式(FastCharging)为了能够最大限度地加快电瓶的化学反响速度，缩短电瓶到达满充状态的时间，一般承受大电流〔≥2C〕充电。但是，大电流充电会使电池产生极化现象。极化现象是指电瓶在充〔放〕电过程中，尤其是大电流充〔放〕电时，电池的极板电阻增加〔欧姆极化；另一方面，造成正负极板四周电解液浓度与其他地方不一样〔浓差极化，从而使电化学反响速度减慢，导致温度上升，并产生大量气体。电法和ReflexTM快速充电法等。脉冲式充电法脉冲充电方式首先是用脉冲电流对电瓶充电，然后让电瓶停充一段时间，如此循环，如图8.4-5时间，削减了析气量，提高了电瓶的充电电流承受率。图8.4-5 脉冲式充电曲线这种方式在航空和地面电瓶充电中得到了广泛应用电池损坏的后果。ReflexTM快速充电法ReflexTM充电法的一个工作周期包括正向充电脉冲，反向瞬间放电脉冲，停充维持38.4-6充电设备比较简洁。8.4-6ReflexTM快速充电法留意：有些电瓶〔尤其是密封式电瓶〕不能用ReflexTM快速充电法充电，在电瓶维护和充电时确定要留意。浮充电(FloatCharging)电瓶的环境温度、清洁程度和容量有关。在15℃～33℃范围内，对于碱性电瓶来说，1Ah需要浮充电电流3mA左右〔酸性电瓶略高，一个40Ah的电瓶需浮充电120mA左右。当温度上升时，浮充电流应有所增加。充电时的留意事项在电瓶充电之前，应做必要的检查、清洁及电瓶连接条间的力矩检查。连接充电电缆之前，将电瓶输出端子及单体电池之间的短路夹子撤除〔如有。充电时，应将电瓶放置于直立状态。开头充电之前，检查确认电瓶与充电机连接正确。在任何状况下，在电瓶上工作时都必需格外留神，不允许将工具或者其它金属物体放置于单体电池之间的连接片上，否则猛烈的火花放电将有可能导致人员损害及电瓶损坏。因此，维护电瓶所使用的工具都应是绝缘工具。充电电瓶温度不能过高。10—15分钟，测量每个单格电池的电压，必需在1.5～1.7V〔有的1.53V～1.75V〕具体数值应依据CMM在小电流假设在电解液液面高度符合要求，低于1.5V1.7V必需更换。电瓶的常用术语电瓶的电压〔cell〕单体电池之和。铅酸电瓶一般有12个单体电池组成铅酸电瓶每个单体电池额定输出电压为2V，电瓶额定输出电压为24V；碱性电瓶由2019电压为1.2V，电瓶额定输出电压为24V。铅酸电瓶最低每单体电池电压为1.75V,电瓶电压21V,1V20V19V)。电瓶的容量电瓶的容量是指电瓶从布满电状态以确定电流放电到放电终止电压所放出的电量。常用的单位为安培小时，简称安时A.〕或毫安时mA.h1个100Ah的电瓶用100A50A220A5对于碱性电瓶根本上是正确的〔碱性电瓶内阻很小。而对于酸性电瓶，大电流放电时由于一。为了准确定义酸性电瓶的容量，一般承受5小时放电准则，即让一个布满电的电瓶用5小时放完。如一个40Ah的电瓶，用8A放电，应能持续5个小时。影响电瓶容量的因素主要有四个方面：a.极板活性物质的多少；b.极板面积的大小；c.电解液；d.放电时的温度；e.充放电速率。随着充放电次数的增加，电瓶容量会逐步下降。放电速率放电速率简称放电率，常用“C”表示。“C”速率〔“C”rate〕常用来描述电瓶的1小时放完〔到达截止电压〕1C，如容量40Ah电瓶的“C”为40A，1/2“C”则为20A，1/5“C”为8A，2“C”为80A。用1/2“C”充电〔或放电〕说明充电〔或放电〕电流为20A。深度放电单体电池的电压不平衡〔尤其在飞机上承受衡压充电时比较严峻，恢复电瓶容量。深度放都放完，再用短路夹短接单体电池两端。容量测试将飞机上拆下的电瓶先进展放电〔初次放电、深度放电、再按要求充电，将布满电的1CC/C/放电〔电压低于1V时停顿放电，放电电流乘上放电时间就是该电瓶的有效容量。电瓶在飞机上的检查检查电瓶箱、电瓶盖、电瓶插座和接头是否有明显的破坏或损坏。检查输出插头连接是否良好。〔接触时手感不良并在电瓶车间进展检查。检查泄气阀是否有堵塞、泄漏等损坏状况，假设有则修理或更换泄气阀。检查电瓶箱排气孔是否有堵塞或裂纹，假设有则修理或更换。翻开电瓶盖，检查步骤如下：清洁状况：正常状况下，除了一些灰尘和略微的沉积物K2CO〕多，则需要将电瓶拆下并清洁。电池单格附件：假设电池单格之间的连接片和接线端腐蚀比较严峻，某些附件过热或损坏〔如裂纹等〕，则电瓶需从飞机上拆下，放电之后再更换腐蚀或损坏的附件。假设这些附件保持清洁，则将螺母重拧到规定的力矩即可。O形密封圈是否有堵塞、裂纹或密封不良等问题，清洁这些附件上存在的盐份并檫干。假设损坏，则更换。多余的电解液：假设在电池单格顶部有大量的电解液消灭，或者