1、本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。一、并联储能系统一、并联储能系统 电力系统的发电、输电、配电与用电必须同时完电力系统的发电、输电、配电与用电必须同时完成，要求系统始终处于动态平衡状态中。成，要求系统始终处于动态平衡状态中。如果出现瞬时的功率不平衡，就会造成系统安全如果出现瞬时的功率不平衡，就会造成系统安全稳定问题稳定问题。储能系统可以平抑系统出现的储能系统可以平抑系统出现的瞬时功率不平衡，瞬时功率不平衡，起到能量的缓冲平衡作用，可有效提高系统的安全稳起到能量的缓冲平衡作用，可有效提高系统的安全稳定性。定性。储能系统的容量越大，对系
2、统储能系统的容量越大，对系统提高安全稳定性的提高安全稳定性的作用越强。作用越强。储能系统发挥作用，需与电网连接，连接是通过储能系统发挥作用，需与电网连接，连接是通过电力电子装置实现的。电力电子装置实现的。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。一、并联储能系统一、并联储能系统并联储能系统的作用：并联储能系统的作用：P2821.削峰填谷，改善系统日负荷率，提高发电设备利用削峰填谷，改善系统日负荷率，提高发电设备利用率，提高电网整体运行效率率，提高电网整体运行效率。2.2.储能系统可作为应急备用电源迅速投入系统，提高储能系统可作为应急备用电源
3、迅速投入系统，提高供电可靠性供电可靠性。3.3.适当控制的储能系统可以抑制电压的异常，提高供适当控制的储能系统可以抑制电压的异常，提高供电质量电质量。4.4.将储能系统与电能转换控制技术相结合，可实现对将储能系统与电能转换控制技术相结合，可实现对电网的快速控制，改善电网的静态和动态特性。电网的快速控制，改善电网的静态和动态特性。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。1.1 电力系统中的储能方式电力系统中的储能方式在电力系统中应用的储能方式：在电力系统中应用的储能方式：P2811.蓄电池储能蓄电池储能2.电容器储能电容器储能3.抽水储能抽
4、水储能4.超导储能超导储能5.飞轮储能飞轮储能6.压缩空气储能压缩空气储能。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。1.2 各种储能方式的比较各种储能方式的比较 小型超导小型超导 超导超导 抽水储能抽水储能 压缩空气压缩空气/气体气体 电池储能电池储能 飞轮储能飞轮储能 电容器电容器效率效率/%/%90 90 60 50 70 90 9090 90 60 50 70 90 90储能容量储能容量 低低 高高 高高 高高 中中/高高 中中 高高模块化模块化 是是 否否 否否 否否 是是 是是 是是循环寿命循环寿命无限无限 无限无限 数千次数千
5、次 数千次数千次 百千次无限百千次无限 数千次数千次充电时间充电时间分钟分钟 小时小时 小时小时 小时小时 小时小时 分钟分钟 小时小时建设时间建设时间 周周 年年 年年 年年 月月 周周 月月环境影响环境影响良好良好 很好很好 极大极大 极大极大 大大 良好良好 大大电厂规模电厂规模 小小 大大 大大 中中 大大 小小 大大可用性可用性 少少 开发开发 广泛广泛 有有 广泛广泛 示范示范 广泛广泛二、电池储能系统 Battery Energy Storage SystemsBattery Energy Storage Systems本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；
6、如有不当之处，请联系网站或本人删除。电池储能系统电池储能系统 STATCOMSTATCOM等等FACTSFACTS装置，多采用电压源型逆变器。装置，多采用电压源型逆变器。逆变器的直流单元如采用电容器，则电压源型逆变器逆变器的直流单元如采用电容器，则电压源型逆变器只能与系统进行无功交换，也就是在两个象限运行。只能与系统进行无功交换，也就是在两个象限运行。如果电压源型逆变器与系统进行有功交换，则逆如果电压源型逆变器与系统进行有功交换，则逆变器直流单元电容器的电压将伴随着吸收或送出有功变器直流单元电容器的电压将伴随着吸收或送出有功功率而上升或下降，这将给逆变器的控制带来困难、功率而上升或下降，这将给
7、逆变器的控制带来困难、增加复杂性，更直接的结果是逆变器无法正常工作。增加复杂性，更直接的结果是逆变器无法正常工作。如果电压源型逆变器的直流单元采用储能元件，如果电压源型逆变器的直流单元采用储能元件，则储能元件可以存储系统多余的有功功率，也可在系则储能元件可以存储系统多余的有功功率，也可在系统有功功率欠缺时送出其存储的能量统有功功率欠缺时送出其存储的能量。采用储能元件作直流单元的逆变器，可四象限工作。采用储能元件作直流单元的逆变器，可四象限工作。系统中使用最多的储能元件是蓄电池租系统中使用最多的储能元件是蓄电池租电池储能电池储能系统。（系统。（Battery Energy Storage Sys
8、temsBattery Energy Storage Systems）P282本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。电池储能系统电池储能系统电池储能系统电池储能系统(BESS)BESS)是将直流电池组与交流电网联结是将直流电池组与交流电网联结起来的电压源型逆变器。它在电网中的作用象其他同起来的电压源型逆变器。它在电网中的作用象其他同步装置一样，即可给系统提供无功支持，又可与系统步装置一样，即可给系统提供无功支持，又可与系统进行有功交换。进行有功交换。任何一个任何一个BESSBESS都必须通过一定的控制策略，控制电池都必须通过一定的控制策
9、略，控制电池组的充放电周期以维持直流电源电压的恒定。组的充放电周期以维持直流电源电压的恒定。BESSBESS多用于平衡负荷变化及作为旋转能量储备，它有多用于平衡负荷变化及作为旋转能量储备，它有许多非常有益的作用效果，最突出的是提高输电的稳许多非常有益的作用效果，最突出的是提高输电的稳定性及给系统提供有力的有功支持。美国的研究结果定性及给系统提供有力的有功支持。美国的研究结果表明，在受到输电稳定极限限制的南加州输电线路上，表明，在受到输电稳定极限限制的南加州输电线路上，在新诺安装在新诺安装1010MWMW的的BESSBESS使亚利桑纳的输送能力提高了使亚利桑纳的输送能力提高了几百几百MWMW。本
10、文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。电池储能系统电池储能系统电池储能系统电池储能系统(BESS)BESS)的优点：的优点：P283P283BESSBESS的基本原理与模型：的基本原理与模型：P283P283BESSBESS的控制系统：的控制系统：P285P285电池储能系统的核心是储能元件。根据应用电池储能系统的核心是储能元件。根据应用场合、充放电特性、单元容量及运行维护等场合、充放电特性、单元容量及运行维护等因素，用作储能元件的电池有多种类型。因素，用作储能元件的电池有多种类型。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模
11、仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。电池储能系统电池储能系统-0-0一、电池的种类：一、电池的种类：1.1.锂电池锂电池：锂亚电池、锂锰电池：锂亚电池、锂锰电池 （相机等）（相机等）2.2.镍氢电池镍氢电池：手机、手表：手机、手表3.3.镍镉电池镍镉电池 ：手机、手表：手机、手表4.4.碱锰电池碱锰电池 ：日常家用：日常家用5.5.铅酸蓄电池（铅酸蓄电池（Valve Regulated Lead）：工业广泛应用工业广泛应用本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。电池储能系统电池储能系统-1-1锂亚电池产品特点：锂亚电池产品特点：1.1
12、.锂亚硫酰氯电池额定电压锂亚硫酰氯电池额定电压3.6V3.6V，是目前锂电池系列中电，是目前锂电池系列中电压最高的；压最高的；2.2.锂亚硫酰氯电池是实际使用电池中能量最高的一种电池锂亚硫酰氯电池是实际使用电池中能量最高的一种电池(500 wh/kg,1000wh/dm3);(500 wh/kg,1000wh/dm3);3.3.常温中等电流密度放电时，放电曲线极为平坦常温中等电流密度放电时，放电曲线极为平坦,90%,90%的容的容量范围内工作平台保持不变；量范围内工作平台保持不变；4.4.电池可以在电池可以在-40-40C-+85C-+85C C范围内正常工作。范围内正常工作。-40-40C
13、C时时的容量约为常温容量的的容量约为常温容量的50%50%，表现出极为优良的高低温性，表现出极为优良的高低温性能能;5.5.年自放电率年自放电率=1%;=1%;贮存寿命贮存寿命1010 年以上年以上;主要用途：主要用途：智能水表气表电表、实时时钟、后备记忆电源、各种仪器、智能水表气表电表、实时时钟、后备记忆电源、各种仪器、仪表、设备。高能量用于不同类型军事电子装置和通讯设备仪表、设备。高能量用于不同类型军事电子装置和通讯设备（便携式电台、夜视仪、导航用全球定位装置、数据终端设（便携式电台、夜视仪、导航用全球定位装置、数据终端设备、测距器），水下武器、声纳浮标、地雷、导弹、雷达等备、测距器），水
14、下武器、声纳浮标、地雷、导弹、雷达等本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。电池储能系统电池储能系统-2-2锂锰电池产品特点：锂锰电池产品特点：电压高，单只工作电压电压高，单只工作电压2.8V3.2V2.8V3.2V。比能量高，比能量高，C C型电池可达到型电池可达到270Wh/kg270Wh/kg和和510Wh/L510Wh/L。使用温度范围宽，可在使用温度范围宽，可在-40-40C+70C+70C C下工作。下工作。性能稳定，储存期长，低率放电电压平稳，无电压滞性能稳定，储存期长，低率放电电压平稳，无电压滞后现象，自放电小。后现象，自
15、放电小。可以大电流放电。可以大电流放电。安全性好，无公害。安全性好，无公害。用途：用途：锂锰柱式电池可应用在照相机、摄像机、收锂锰柱式电池可应用在照相机、摄像机、收单机、袖珍录放机以及计算机的记忆电单机、袖珍录放机以及计算机的记忆电 路上。还可以路上。还可以应用在许多民用、军用及通讯设备上。应用在许多民用、军用及通讯设备上。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。电池储能系统电池储能系统-3-3镍氢电池特征：镍氢电池特征：高容量，容量离散度小高容量，容量离散度小低内阻低内阻AA:15-20 m;AAA:20-25 m SC:3.5-AA:
16、15-20 m;AAA:20-25 m SC:3.5-4.0 m4.0 m长寿命，寿命可达长寿命，寿命可达500500次次自放电小，自放电小，50oC50oC静置静置7 7天，自放电小于天，自放电小于15%15%；室温；室温2828天，自放电小于天，自放电小于20%20%大电流充放电，动力电池大电流充放电，动力电池10C10C放电，性能达到放电，性能达到IECIEC标准。标准。耐过充，充电过程电池内压低。耐过充，充电过程电池内压低。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。电池储能系统电池储能系统-4-4镍镉电池特点：镍镉电池特点：耐高低温
17、（耐高低温（4040度至度至5555度）。度）。寿命长（寿命长（10201020）年，少维护。）年，少维护。广泛应用于直流屏、变电站、内燃机车、广泛应用于直流屏、变电站、内燃机车、AGVAGV车、车、柴油机启动、发电机启动、电厂、备用电源等领柴油机启动、发电机启动、电厂、备用电源等领域。产品有域。产品有GNGN、GNZGNZ、GNCGNC系列。系列。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。电池储能系统电池储能系统-5-5铅酸蓄电池的发展历史和现状铅酸蓄电池的发展历史和现状 蓄电池是蓄电池是18591859年由普兰特年由普兰特(Plante
18、)(Plante)发明的，至发明的，至今已有一百多年的历史。铅酸蓄电池自发明后，在今已有一百多年的历史。铅酸蓄电池自发明后，在化学电源中一直占有绝对优势。这是因为其价格低化学电源中一直占有绝对优势。这是因为其价格低廉、原材料易于获得，使用上有充分的可靠性，适廉、原材料易于获得，使用上有充分的可靠性，适用于大电流放电及广泛的环境温度范围等优点。用于大电流放电及广泛的环境温度范围等优点。到到2020世纪初，铅酸蓄电池历经了许多重大的改世纪初，铅酸蓄电池历经了许多重大的改进，提高了能量密度、循环寿命、高倍率放电等性进，提高了能量密度、循环寿命、高倍率放电等性能。然而，开口式铅酸蓄电池有两个主要缺点：
19、能。然而，开口式铅酸蓄电池有两个主要缺点：充电末期水会分解为氢，氧气体析出，需经常加酸、充电末期水会分解为氢，氧气体析出，需经常加酸、加水，维护工作繁重；气体溢出时携带酸雾，腐加水，维护工作繁重；气体溢出时携带酸雾，腐蚀周围设备，并污染环境，限制了电池的应用。蚀周围设备，并污染环境，限制了电池的应用。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。电池储能系统电池储能系统-6-619121912年年ThomasEdisonThomasEdison发表专利，提出在单体电池发表专利，提出在单体电池的上部空间使用铂丝，在有电流通过时，铂被加的上部空间使
20、用铂丝，在有电流通过时，铂被加热，成为氢、氧化合的催化剂，使析出的热，成为氢、氧化合的催化剂，使析出的H2H2与与O2O2重新化合，返回电解液中。但该专利未能付诸实重新化合，返回电解液中。但该专利未能付诸实现：铂催化剂很快失效；气体不是按氢现：铂催化剂很快失效；气体不是按氢2 2氧氧1 1的化学计量数析出，电池内部仍有气体发生；的化学计量数析出，电池内部仍有气体发生；存在爆炸的危险。存在爆炸的危险。6060年代，美国年代，美国GatesGates公司发明铅钙合金，引起公司发明铅钙合金，引起了密封铅酸蓄电池开发热，世界各大电池公司投了密封铅酸蓄电池开发热，世界各大电池公司投入大量人力物力进行开发
21、。入大量人力物力进行开发。19691969年，美国登月计划实施，密封阀控铅酸年，美国登月计划实施，密封阀控铅酸蓄电池和镉镍电池被列入月球车用动力电源，最蓄电池和镉镍电池被列入月球车用动力电源，最后镉镍电池被采用，但密封铅酸蓄电池技术从此后镉镍电池被采用，但密封铅酸蓄电池技术从此得到发展。得到发展。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。电池储能系统电池储能系统-6-6 1969-1970 1969-1970年，美国年，美国ECEC公司制造了大约公司制造了大约350,000350,000只小型密封铅酸蓄电池，该电池采用玻璃纤维棉隔只小型密封
22、铅酸蓄电池，该电池采用玻璃纤维棉隔板，贫液式系统，这是最早的商业用阀控式铅酸蓄板，贫液式系统，这是最早的商业用阀控式铅酸蓄电池，但当时尚未认识到其氧再化合原理。电池，但当时尚未认识到其氧再化合原理。19751975年，年，GatesRutterGatesRutter公司在经过许多年努力并公司在经过许多年努力并付出高昂代价的情况下，获得了一项付出高昂代价的情况下，获得了一项D D型密封铅酸干型密封铅酸干电池的发明专利，成为今天电池的发明专利，成为今天VRLAVRLA的电池原型。的电池原型。19791979年，年，GNBGNB公司在购买公司在购买GatesGates公司的专利后，公司的专利后，又发
23、明了又发明了MFXMFX正板栅专利合金，开始大规模宣传并生正板栅专利合金，开始大规模宣传并生产大容量吸液式密封免维护铅酸蓄电池。产大容量吸液式密封免维护铅酸蓄电池。19841984年，年，VRLAVRLA电池在美国和欧洲得到小范围应电池在美国和欧洲得到小范围应用。用。19871987年，随着电信业的飞速发展，年，随着电信业的飞速发展，VRLAVRLA电池在电池在电信部门得到迅速推广使用。电信部门得到迅速推广使用。电池储能系统电池储能系统 之之 工业主流产品工业主流产品铅酸蓄电池铅酸蓄电池 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。二、铅酸蓄
24、电池二、铅酸蓄电池2.1 2.1 铅酸蓄电池的发展历史铅酸蓄电池的发展历史 蓄电池是蓄电池是18591859年由普兰特年由普兰特(Plante)(Plante)发明的，至今发明的，至今已有一百多年的历史。铅酸蓄电池自发明后，在化学已有一百多年的历史。铅酸蓄电池自发明后，在化学电源中一直占有绝对优势。这是因为其价格低廉、原电源中一直占有绝对优势。这是因为其价格低廉、原材料易于获得，使用上有充分的可靠性，适用于大电材料易于获得，使用上有充分的可靠性，适用于大电流放电及广泛的环境温度范围等优点。流放电及广泛的环境温度范围等优点。到到2020世纪初，铅酸蓄电池历经了许多重大的改进，世纪初，铅酸蓄电池历
25、经了许多重大的改进，提高了能量密度、循环寿命、高倍率放电等性能。然提高了能量密度、循环寿命、高倍率放电等性能。然而，开口式铅酸蓄电池有两个主要缺点：充电末期而，开口式铅酸蓄电池有两个主要缺点：充电末期水会分解为氢，氧气体析出，需经常加酸、加水，维水会分解为氢，氧气体析出，需经常加酸、加水，维护工作繁重；气体溢出时携带酸雾，腐蚀周围设备，护工作繁重；气体溢出时携带酸雾，腐蚀周围设备，并污染环境，限制了电池的应用。并污染环境，限制了电池的应用。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。2.1 2.1 铅酸蓄电池的发展历史铅酸蓄电池的发展历史19
26、121912年年ThomasEdisonThomasEdison发表专利，提出在单体电池的上发表专利，提出在单体电池的上部空间使用铂丝，在有电流通过时，铂被加热，成为部空间使用铂丝，在有电流通过时，铂被加热，成为氢、氧化合的催化剂，使析出的氢、氧化合的催化剂，使析出的H2H2与与O2O2重新化合，返重新化合，返回电解液中。但该专利未能付诸实现：铂催化剂很回电解液中。但该专利未能付诸实现：铂催化剂很快失效；气体不是按氢快失效；气体不是按氢2 2氧氧1 1的化学计量数析出，电的化学计量数析出，电池内部仍有气体发生；存在爆炸的危险。池内部仍有气体发生；存在爆炸的危险。6060年代，美国年代，美国Ga
27、tesGates公司发明铅钙合金，引起了公司发明铅钙合金，引起了密封铅酸蓄电池开发热，世界各大电池公司投入大量密封铅酸蓄电池开发热，世界各大电池公司投入大量人力物力进行开发。人力物力进行开发。19691969年，美国登月计划实施，密封阀控铅酸蓄电年，美国登月计划实施，密封阀控铅酸蓄电池和镉镍电池被列入月球车用动力电源，最后镉镍电池和镉镍电池被列入月球车用动力电源，最后镉镍电池被采用，但密封铅酸蓄电池技术从此得到发展。池被采用，但密封铅酸蓄电池技术从此得到发展。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。2.1 2.1 铅酸蓄电池的发展历史铅酸
28、蓄电池的发展历史 1969-19701969-1970年，美国年，美国ECEC公司制造了大约公司制造了大约350,000350,000只小型密封铅酸蓄电池，该电池采用玻璃纤维棉隔只小型密封铅酸蓄电池，该电池采用玻璃纤维棉隔板，贫液式系统，这是最早的商业用阀控式铅酸蓄板，贫液式系统，这是最早的商业用阀控式铅酸蓄电池，但当时尚未认识到其氧再化合原理。电池，但当时尚未认识到其氧再化合原理。19751975年，年，GatesRutterGatesRutter公司在经过许多年努力并公司在经过许多年努力并付出高昂代价的情况下，获得了一项付出高昂代价的情况下，获得了一项D D型密封铅酸干型密封铅酸干电池的发
29、明专利，成为今天电池的发明专利，成为今天VRLAVRLA的电池原型。的电池原型。19791979年，年，GNBGNB公司在购买公司在购买GatesGates公司的专利后，公司的专利后，又发明了又发明了MFXMFX正板栅专利合金，开始大规模宣传并生正板栅专利合金，开始大规模宣传并生产大容量吸液式密封免维护铅酸蓄电池。产大容量吸液式密封免维护铅酸蓄电池。19841984年，年，VRLAVRLA电池在美国和欧洲得到小范围应电池在美国和欧洲得到小范围应用。用。19871987年，随着电信业的飞速发展，年，随着电信业的飞速发展，VRLAVRLA电池在电池在电信部门得到迅速推广使用。电信部门得到迅速推广使
30、用。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。2.2 2.2 铅酸蓄电池的定义铅酸蓄电池的定义阀控式铅酸蓄电池的定义阀控式铅酸蓄电池的定义 阀控式铅酸蓄电池的英文名称为阀控式铅酸蓄电池的英文名称为Valve Valve Regulated Lead Regulated Lead Battery(Battery(简称简称VRLAVRLA电池电池)，其基本特点是使，其基本特点是使用期间不用加酸加水维护，电池为密封结用期间不用加酸加水维护，电池为密封结构，不会漏酸，也不会排酸雾，电池盖子构，不会漏酸，也不会排酸雾，电池盖子上设有单向排气阀上设有单
31、向排气阀(也叫安全阀也叫安全阀)，该阀的，该阀的作用是当电池内部气体量超过一定值作用是当电池内部气体量超过一定值(通常通常用气压值表示用气压值表示)，即当电池内部气压升高到，即当电池内部气压升高到一定值时，排气阀自动打开，排出气体，一定值时，排气阀自动打开，排出气体，然后自动关阀，防止空气进入电池内部。然后自动关阀，防止空气进入电池内部。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。2.3 2.3 铅酸蓄电池的分类铅酸蓄电池的分类阀控式铅酸蓄电池的分类阀控式铅酸蓄电池的分类阀控式铅酸蓄电池分为阀控式铅酸蓄电池分为AGMAGM和和GELGEL（胶
32、体）（胶体）电池两种，电池两种，AGMAGM采用吸附式玻璃纤维棉采用吸附式玻璃纤维棉(Absorbed GlassMat)(Absorbed GlassMat)作隔膜，电解液吸附作隔膜，电解液吸附在极板和隔膜中，贫电液设计，电池内无在极板和隔膜中，贫电液设计，电池内无流动的电解液流动的电解液,电池可以立放工作，也可以电池可以立放工作，也可以卧放工作；胶体（卧放工作；胶体（GELGEL）SiOSiO2 2作凝固剂，电作凝固剂，电解液吸附在极板和胶体内，一般立放工作。解液吸附在极板和胶体内，一般立放工作。目前文献和会议讨论的目前文献和会议讨论的VRLAVRLA电池除非特别电池除非特别指明，皆指指明
33、，皆指AGMAGM电池。电池。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。2.4 2.4 阀控式铅酸蓄电池的原理阀控式铅酸蓄电池的原理 阀控式铅酸蓄电池的电化学反应原理阀控式铅酸蓄电池的电化学反应原理 1.1.阀控式铅酸蓄电池的电化学反应原理就是充阀控式铅酸蓄电池的电化学反应原理就是充电时将电能转化为化学能在电池内储存起来，电时将电能转化为化学能在电池内储存起来，放电时将化学能转化为电能供给外系统。其放电时将化学能转化为电能供给外系统。其充电和放电过程是通过电化学反应完成的。充电和放电过程是通过电化学反应完成的。2.2.充电过程中存在水分解反
34、应，当正极充电到充电过程中存在水分解反应，当正极充电到7070时，开始析出氧气，负极充电到时，开始析出氧气，负极充电到9090时时开始析出氢气，由于氢氧气的析出，如果反开始析出氢气，由于氢氧气的析出，如果反应产生的气体不能重新复合得用，电池就会应产生的气体不能重新复合得用，电池就会失水干涸。失水干涸。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。早期的传统式铅酸蓄电池，由于氢氧气的早期的传统式铅酸蓄电池，由于氢氧气的析出及从电池内部逸出，不能进行气体的析出及从电池内部逸出，不能进行气体的再复合，是需经常加酸加水维护的重要原再复合，是需经常加酸加
35、水维护的重要原因。因。阀控式铅酸蓄电池能在电池内部对氧气再阀控式铅酸蓄电池能在电池内部对氧气再复合利用，同时抑制氢气的析出，克服了复合利用，同时抑制氢气的析出，克服了传统式铅酸蓄电池的主要缺点。传统式铅酸蓄电池的主要缺点。2.4 2.4 阀控式铅酸蓄电池的原理阀控式铅酸蓄电池的原理 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。2.42.4.1.1 阀控式铅酸蓄电池的氧循环原理阀控式铅酸蓄电池的氧循环原理阀控式铅酸蓄电池采用负极活性物质过量阀控式铅酸蓄电池采用负极活性物质过量设计，设计，AGAG或或GELGEL电解液吸附系统，正极在充电解液吸附
36、系统，正极在充电后期产生的氧气通过电后期产生的氧气通过AGMAGM或或GELGEL空隙扩散空隙扩散到负极，与负极海绵状铅发生反应变成水，到负极，与负极海绵状铅发生反应变成水，使负极处于去极化状态或充电不足状态，使负极处于去极化状态或充电不足状态，达不到析氢过电位，所以负极不会由于充达不到析氢过电位，所以负极不会由于充电而析出氢气，电池失水量很小，故使用电而析出氢气，电池失水量很小，故使用期间不需加酸加水维护。期间不需加酸加水维护。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。2.42.4.1.1 阀控式铅酸蓄电池的氧循环原理阀控式铅酸蓄电池的氧
37、循环原理在阀控式铅酸蓄电池中，负极起着双重作在阀控式铅酸蓄电池中，负极起着双重作用，即在充电末期或过充电时，一方面极用，即在充电末期或过充电时，一方面极板中的海绵状铅与正极产生的板中的海绵状铅与正极产生的O O2 2反应而被反应而被氧化成一氧化铅，另一方面是极板中的硫氧化成一氧化铅，另一方面是极板中的硫酸铅又要接受外电路传输来的电子进行还酸铅又要接受外电路传输来的电子进行还原反应，由硫酸铅反应成海绵状铅。原反应，由硫酸铅反应成海绵状铅。在电池内部，若要使氧的复合反应能够进在电池内部，若要使氧的复合反应能够进行，必须使氧气从正极扩散到负极。氧的行，必须使氧气从正极扩散到负极。氧的移动过程越容易，
38、氧循环就越容易建立。移动过程越容易，氧循环就越容易建立。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。2.42.4.1.1 阀控式铅酸蓄电池的氧循环原理阀控式铅酸蓄电池的氧循环原理在阀控式蓄电池内部，氧以两种方式传输：在阀控式蓄电池内部，氧以两种方式传输：一是溶解在电解液中的方式，即通过在液相一是溶解在电解液中的方式，即通过在液相中的扩散，到达负极表面；二是以气相的形中的扩散，到达负极表面；二是以气相的形式扩散到负极表面。传统富液式电池中，氧式扩散到负极表面。传统富液式电池中，氧的传输只能依赖于氧在正极区的传输只能依赖于氧在正极区H H2 2S
39、0S04 4溶液中溶溶液中溶解，然后依靠在液相中扩散到负极。解，然后依靠在液相中扩散到负极。如果氧呈气相在电极间直接通过开放的通道如果氧呈气相在电极间直接通过开放的通道移动，那么氧的迁移速率就比单靠液相中扩移动，那么氧的迁移速率就比单靠液相中扩散大得多。散大得多。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。2.42.4.1.1 阀控式铅酸蓄电池的氧循环原理阀控式铅酸蓄电池的氧循环原理充电末期正极析出氧气，在正极附近有轻充电末期正极析出氧气，在正极附近有轻微的过压，而负极化合了氧，产生一轻微微的过压，而负极化合了氧，产生一轻微的真空，于是正、负
40、间的压差将推动气相的真空，于是正、负间的压差将推动气相氧经过电极间的气体通道向负极移动。阀氧经过电极间的气体通道向负极移动。阀控式铅蓄电池的设计提供了这种通道，从控式铅蓄电池的设计提供了这种通道，从而使阀控式电池在浮充所要求的电压范围而使阀控式电池在浮充所要求的电压范围下工作，而不损失水。下工作，而不损失水。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。2.42.4.1.1 阀控式铅酸蓄电池的氧循环原理阀控式铅酸蓄电池的氧循环原理对于氧循环反应效率，对于氧循环反应效率，AGMAGM电池具有良好的电池具有良好的密封反应效率，在贫液状态下氧复合效率
41、密封反应效率，在贫液状态下氧复合效率可达可达9999以上；胶体电池氧再复合效率相以上；胶体电池氧再复合效率相对小些，在干裂状态下，可达对小些，在干裂状态下，可达70-9070-90；富；富液式电池几乎不建立氧再化合反应，其密液式电池几乎不建立氧再化合反应，其密封反应效率几乎为零。封反应效率几乎为零。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。2.5 2.5 阀控式铅酸蓄电池的性能参数阀控式铅酸蓄电池的性能参数 一、开路电压与工作电压：一、开路电压与工作电压：1 11 1开路电压：电池在开路状态下的端电压称为开路开路电压：电池在开路状态下的端电
42、压称为开路电压。电池的开路电压等于电池的正极的电极电电压。电池的开路电压等于电池的正极的电极电势与负极电极电势之差。势与负极电极电势之差。1 12 2工作电压：工作电压指电池接通负载后在放电过工作电压：工作电压指电池接通负载后在放电过程中显示的电压，又称放电电压。在电池放电初程中显示的电压，又称放电电压。在电池放电初始的工作电压称为初始电压。始的工作电压称为初始电压。电池在接通负载后，由于欧姆电阻和极化过电电池在接通负载后，由于欧姆电阻和极化过电位的存在，电池的工作电压低于开路电压。位的存在，电池的工作电压低于开路电压。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，
43、请联系网站或本人删除。2.5 2.5 阀控式铅酸蓄电池的性能参数阀控式铅酸蓄电池的性能参数 二、容量：二、容量：电池在一定放电条件下所能给出的电电池在一定放电条件下所能给出的电量称为电池的容量，以符号量称为电池的容量，以符号C C表示。常用的表示。常用的单位为安培小时，简称安时单位为安培小时，简称安时(Ah)Ah)或毫安时或毫安时(mAh)mAh)。电池的容量可以分为理论容量，额电池的容量可以分为理论容量，额定容量，实际容量。定容量，实际容量。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。2.5 2.5 阀控式铅酸蓄电池的性能参数阀控式铅酸蓄电
44、池的性能参数 理论容量是把活性物质的质量按法拉第定律计算理论容量是把活性物质的质量按法拉第定律计算而得的最高理论值。为了比较不同系列的电池，常用而得的最高理论值。为了比较不同系列的电池，常用比容量的概念，即单位体积或单位质量电池所能给出比容量的概念，即单位体积或单位质量电池所能给出的理论电量，单位为的理论电量，单位为Ah/1Ah/1或或Ah/kgAh/kg。实际容量是指电池在一定条件下所能输出的电量。实际容量是指电池在一定条件下所能输出的电量。它等于放电电流与放电时间的乘积，单位为它等于放电电流与放电时间的乘积，单位为AhAh，其值其值小于理论容量。小于理论容量。额定容量也叫保证容量，是按国家
45、或有关部门颁额定容量也叫保证容量，是按国家或有关部门颁布的标准，保证电池在一定的放电条件下应该放出的布的标准，保证电池在一定的放电条件下应该放出的最低限度的容量。最低限度的容量。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。2.5 2.5 阀控式铅酸蓄电池的性能参数阀控式铅酸蓄电池的性能参数 三、内阻：电池内阻包括欧姆内阻和极化内阻，极化内三、内阻：电池内阻包括欧姆内阻和极化内阻，极化内阻又包括电化学极化与浓差极化。内阻的存在，使电阻又包括电化学极化与浓差极化。内阻的存在，使电池放电时的端电压低于电池电动势和开路电压，充电池放电时的端电压低于电
46、池电动势和开路电压，充电时端电压高于电动势和开路电压。时端电压高于电动势和开路电压。电池的内阻不是常数，在充放电过程中随时间不电池的内阻不是常数，在充放电过程中随时间不断变化，因为活性物质的组成、电解液浓度和不断地断变化，因为活性物质的组成、电解液浓度和不断地改变。改变。欧姆电阻遵守欧姆定律；极化电阻随电流密度增欧姆电阻遵守欧姆定律；极化电阻随电流密度增加而增大，但不是线性关系，常随电流密度和温度都加而增大，但不是线性关系，常随电流密度和温度都在不断地改变。在不断地改变。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。2.5 2.5 阀控式铅酸蓄
47、电池的性能参数阀控式铅酸蓄电池的性能参数 四、能量：四、能量：电池的能量是指在一定放电制度下，蓄电池所能给电池的能量是指在一定放电制度下，蓄电池所能给出的电能，通常用瓦时出的电能，通常用瓦时(Wh)表示。表示。电池的能量分为理论能量和实际能量。理论能量电池的能量分为理论能量和实际能量。理论能量W理理可用理论容量和电动势可用理论容量和电动势(E)的乘积表示，即：的乘积表示，即：W理理=C理理E 实际能量为一定放电条件下的实际容量实际能量为一定放电条件下的实际容量C实实与平均与平均工作电压工作电压U平平的乘积，即：的乘积，即：W实实=C实实U平平本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请
48、勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。2.5 2.5 阀控式铅酸蓄电池的性能参数阀控式铅酸蓄电池的性能参数 常用比能量来比较不同的电池系统。比能量是指常用比能量来比较不同的电池系统。比能量是指电池单位质量或单位体积所能输出的电能，单位分电池单位质量或单位体积所能输出的电能，单位分别是别是Wh/kg或或Wh/l/l。比能量有理论比能量和实际比能量之分。前者指比能量有理论比能量和实际比能量之分。前者指l lkg电池反应物质完全放电时理论上所能输出的能量。电池反应物质完全放电时理论上所能输出的能量。实际比能量为实际比能量为l lkg电池反应物质所能输出的实际电池反应物质所能输出的实际能量。能量
49、。由于各种因素的影响，电池的实际比能量远小于由于各种因素的影响，电池的实际比能量远小于理论比能量。理论比能量。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。2.5 2.5 阀控式铅酸蓄电池的性能参数阀控式铅酸蓄电池的性能参数 由于各种因素的影响，电池的实际比能量远小于由于各种因素的影响，电池的实际比能量远小于理论比能量。实际比能量和理论比能量的关系可表示理论比能量。实际比能量和理论比能量的关系可表示为：为：W实实W理理KVKRKm 式中式中KV-电压效率；电压效率；KR-反应效率；反应效率；Km质量效率。质量效率。电压效率是指电池的工作电压与电
50、动势的比值。电压效率是指电池的工作电压与电动势的比值。电池放电时，由于电化学极化、浓差极化和欧姆压降，电池放电时，由于电化学极化、浓差极化和欧姆压降，工作电压小于电动势。反应效率表示活性物质的利用工作电压小于电动势。反应效率表示活性物质的利用率。率。电池的比能量是综合性指标，反映电池的质量水平。电池的比能量是综合性指标，反映电池的质量水平。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。2.5 2.5 阀控式铅酸蓄电池的性能参数阀控式铅酸蓄电池的性能参数 五、功率与比功率：五、功率与比功率：功率是指电池在一定放电制度下，于单位时间内所功率是指电池
