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直升機全方位講述

時間:2011-04-04 21:08來源:藍天飛行翻譯 作者:航空 點擊:


8.2.4 堿性蓄電池直升機常用的堿性蓄電池為鎳鎘蓄電池。鎳隔蓄電池與鉛酸蓄電池相比,具有儲能大、自放電小、低
溫性能好、耐過充電和耐過放電能力強、壽命長、內(nèi)阻小、維護性好等優(yōu)點,尤其是大電流放電時,電壓平穩(wěn),非常適合于啟動發(fā)動機等短時大電流放電場合。目前大多數(shù)直升機上都采用堿性電瓶。
1.結(jié)構(gòu)
鎳鎘蓄電池由 20個或 19個單體電池串聯(lián)組成,每個單體電池輸出電壓為 1.22V。單體電池的基本結(jié)構(gòu)與鉛蓄電池相同(見圖 8-2)。鎳鎘蓄電池正極板為活性物質(zhì)三價鎳的氫氧化物 (Nickel Oxy Hydroxide)(NiOOH),負極板為鎘(Cd)。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。每個單體電池上安裝有泄氣閥,泄氣閥開啟壓力范圍為 2~10PSI(13.8~69kPa)。當蓄電池充放電時,尤其是過充時,會產(chǎn)生氣體,當氣體壓力大于 2個 PSI時,泄氣閥打開,否則會引起電瓶爆裂。當氣壓小于 2 PSI時,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應(yīng)而降低電瓶容量;另一方面,也可以防止電解液在飛行中濺出。維護手冊中規(guī)定,如果泄氣閥在壓力大于 10 PSI時不能打開,必須對泄氣閥進行清潔和修理;如果泄氣閥在壓力小于 2 PSI時打開,說明泄氣閥密封圈已損壞,必須更換。另外,蓄電池還裝有溫度保護開關(guān),當蓄電池溫度超過 130℉(54.44℃)時切斷蓄電池的充電電源。
由于堿性電瓶在低溫充放電時,如充電電壓不變,會引起充電不足或放電容量下降。某些堿性電池上裝有低溫敏感開關(guān)和加熱裝置,當溫度低于 30℉(-2℃)時,接通加熱電路,當溫度達 40℉(5℃)時斷開。
2.堿性蓄電池的原理
當蓄電池和負載接通以后,電池開始放電,電子從負極板流向正極板。如圖 8-4所示。


圖 8-4鎳隔蓄電池放電時的化學反應(yīng)示意圖接通電路后,正極板得到從負極板輸入的電子,正極板的活性物質(zhì) NiOOH在水的參與下,生成氫氧化
亞鎳 Ni(OH)2和氫氧根離子 OH-。正極板:2 NiOOH+2 H2O+2e→2 Ni(OH)2+2OH-在電解液中,OH-自正電極攜帶負電荷遷移到負極板,完成電荷傳遞。負極板:Cd+2OH-→Cd(OH)2+2e
充電過程是放電過程的逆過程。借助于外電源作用,使電子從電源正極輸出,經(jīng)電池后回到負極,正極板的 Ni(OH)2又還原為 NiOOH,負極板的 Cd(OH)2也恢復(fù)為 Cd和 OH-。OH-從負極遷移至正極,即把負電荷運回正極,完成導電作用。充電時有:
負極:Cd(OH)2+2e→Cd+2OH-
正極:2Ni(OH)2+2OH-→2NiOOH+2 H2O+2e
從以上分析可以看出,電解液 KOH沒有參與化學反應(yīng),僅起到了導電作用。
充、放電總的化學方程式為:

充電
2 Ni(OH)2+Cd(OH)2


2NiOOH+ Cd+ 2H2O
(-)(+)放電(+)(-)

3.
充電狀態(tài)的判別電池放電時,只能放到放電終止電壓 1V(單體),否則將影響電池的容量和壽命。充電時(指電瓶離位充電),為保證飛行安全,電池必須充足,但也不能長時間過充。由于堿性電瓶的電解液不參加化學反應(yīng),電解液比重基本不變,因此不能象鉛酸電瓶一樣用測量電解液比重的方法來判斷充電狀態(tài)。在實際使用中,可以利用充電電流和時間來確定電瓶是否充足。將放完電的電瓶用恒流充電法充電,充電的安時數(shù)大約為電瓶額定容量的 140%。大多數(shù)堿性電瓶要求采用二階段恒流充電法。例如,型號為 SAFT40176的堿性電瓶共有單體電池 20個,額定容量為 36Ah。開始充電時用大電流,一般用 C或 C/2(C

為 1小時放電速率,C=電瓶額定容量 /1小時)電流充電,然后用小電流 C/10充 4小時即可。如果時間允許,也可直接用 C/10電流充 14小時。

4.

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