钜大LARGE | 点击量:1123次 | 2019年03月28日
氢镍蓄电池组中使用到的温度继电器
温度继电器在氢镍蓄电池组中的应用,氢镍蓄电池组中安装不同型号的温度继电器,进行充电时间及电池温度的实验,实验结果表明:安装合适的温度继电器,充电时电池组的温度达到温度继电器的动作温度时,能够及时切断充电电路,保护电池组安全,减少充电时间和充电后期发热,提高充电效率,并使电池组的容量达到最大值。
前言氢镍蓄电池组在充电后期温度上升很快111,特别是在夏季,电池表面温度有时可达70°C以上。经解剖单体电池检查,可见到电池的隔膜碳化,且电池组的循环寿命很短。由于充电结束后电池表面的温度很高,也给安全工作造成了一定的隐患。如何减少充电后期发热,降低电池表面温度,又不大幅度地降低电池的放电容量是我们探讨的课题。
氢镍电池是体积比容量很高的二次电池|2~31,一般比同体积的镉镍电池高70%~80%,这就使充电过程中产生的热量不易散发,特别是体积较大的电池,表现更为明显;且氢镍电池充电后期的氢氧复合是一个剧烈的放热反应,又增加了电池的热量聚积。工作中的实际情况也证实了这一点。
由于电池热量的产生主要集中在充电后期,充电量达到110%时开始发热,超过130%时进入急剧产生热量的阶段。在实验及充放电设备完善的使用单位,可以通过缩短充电时间来解决这些问题。而在一般的使用单位,无法检测其剩余容量,缩短充电时间就没有依据和意义。为了解决氢镍电池充电后期发热问题,本文在不影响电池容量的情况下,通过安装合适的温度继电器,保证在充电后期大量产生热量时,及时切断充电电路,以保护氢镍电池的安全,提高充电效率,提高电池的各项性能并延长电池的循环寿命。
1头验与结果1.实验样品的选取行分类,每5min―个类别,选取放电时间为5h10min~5h15min的电池组合成电池组进行测试。
充电温度:0~45℃
-放电温度:-40~+55℃
-40℃最大放电倍率:1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
1.2实验样品的组装将一只温度继电器串联在24V氢镍蓄电池组的正中间,即充电产生热量不易散发的位置。
1.以1.4A对24V氢镍蓄电池组进行充电对3组24V氢镍蓄电池组进行充电,充电过程中随时测量电压和电池的表面温度,充电5.0h后严密测量电池表面温度,7.0h结束充电,电池表面温度不再升高停止监测温度,记录电池的最高温度。充电结束1.0h后,再以1.4h放电,计算电池的实际放电容量、充电效率,结果见表1.V氢镍蓄电池组的容量、充电效率和表面最高温度充电效率电池最高温度(°C)1.4以1.4A对安装了温度继电器的氢镍蓄电池组充电分别给电池组安装上80C60°C、4C的温度开关,按1.3的方法进行实验,观察电池的表面温度及温度开关的动作情况,如果在充电7.0h以后温度开关仍未动作,就停止充电。安装不同型号温度开关的MHNi电池组表面温度随充电时间的变化曲线分别示于、和MHNi电池组在安装了不同型号温度继电器后的充电时间、容量、充电效率和电池表面温度见表22讨论从实验可知:电池组充电后期的温度是很高的,最高可达56.8C.安装不同型号的温度继电器后,可以发现60C的温度继电器既减少了充电时间,又没有减少电池组的放电容量,而是有所增加,表明在充电后期由于热量的产生,使电池的温度大大升高,电池的容量有所降低。
本实验电池组末期的充电效率是以安装40C的温度继电器为基准来计算的。从中可以看出:随着充电时间的延长,充电效率下降较快,末期的充电效率很低,特别是充电7.0h的末期充电效率仅为12%,为了提高充电效率,安装合适的温度继电器是很有必要的。
表2安装不同型号温度继电器的24V氢镍蓄电池组的充电时间、容量、充电效率和电池表面温度温度继电器充电容量充电末期充电电池最高规格型号时间Capaci-效率效率温度安装40°C温度开关电池组温度随充电时间的变化Tig3CurveofsurfacetemperatureofNiMH从、2、3的比较可得出:随着充电时间的延长,电池温度在充电5.0h以后开始明显上升。实验表明:在室温约为15C的情况下,充电时间约为6.0h后,电池组温度上升很快,充电6.3h以后急剧上升。可见电池温度上升主要集中在63h以后。所以,安装60C的温度继电器最有利于电池的安全使用。
⑷实验结果表明:温度继电器的动作温度和电池组的表面温度有一定的差别,这是由于测量电池的表面温度是在电池的外侧,而温度继电器是安装在电池的内部,热量最集中的位置。
由于实验的环境温度较低,如果是在环境温度较高的情况下使用,电池的容量有可能降低。
军队是执行特殊任务的武装集团,决定胜负往往就在分秒之间,充电时间定为6.3h可减少10%以上的充电时间,意义重大。
3结论安装使用合适的温度继电器,可以保证充电时电池组的表面温度达到温度继电器的动作温度时,能够及时切断充电电路,有效地控制充电后期发热,提高充电效率,并使电池组的容量达到最佳值。