8航空电瓶(韩勇写阮睿飞改)

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1、第8章航空电瓶电瓶是一种化学电源，可实现化学能与电能的相互转换。放电时，将化学能转化为电能向用电设备供电；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。航空电瓶在飞机上作为应急电源，当飞行过程中主电源和其他辅助电源失效以后，向飞机重要设备和仪表供电，维持飞机飞行至就近机场着陆。适航规定，在应急情况下，电瓶至少能维持半小时供电（ETOP维持飞行时间为1小时）。飞机在地面进行通电检查时有时也用到电瓶。8.1航空电瓶的分类和主要功能按电解液的性质区分，航空电瓶包括酸性电瓶和碱性电瓶两种。铅酸电瓶一般在小型飞

2、机上和地面使用，大型飞机的电瓶目前一般采用镍镉碱性电瓶。电瓶的功用主要有：（1）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；（2）用于启动发动机或APU；（3）在应急情况下，向重要的飞行仪表和导航等设备供电，保证飞机安全着陆。典型的航空电瓶如下图8.1-1所示。图8.1-1飞机酸性电瓶和碱性电瓶8.2酸性电瓶1.铅酸电瓶的结构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

3、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（PbO2），负极板上涂有金属铅（Pb）。二氧化铅和铅都是参与化学反应的有效材料，称为活性物质。为充分利用活性物质，极板多为疏松多孔状，以便电解液渗图8.2-1单体电池的结构入。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。由于电池充满电时，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。2.铅酸电瓶的工作原理充满电时，正极为二氧化铅，负极为铅，电解液为1.285的稀硫酸。放电时

4、，正负极板都成为硫酸铅，电解液中一部分生成水，所以比重下降。当充电时，硫酸从极板中析出，与水结合，所以电解液比重升高，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应原理图3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。（如果气泡很大，说明极板质量下降）⑵每单格电压达到2.5-2.8V⑶比重为1.285⑷连续充电2小时电压和比重保持稳定不变。4维护注意事项（1）电瓶应该严格按照生产厂家的使用说明书和维护手册进行。（2）充电间严禁

5、烟火，室内应有良好的通风设备，应采用防爆电气设备。因为酸性电瓶充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。（3）充电过程中将排气阀打开，检查电解液的液面。一般情况下由于水分蒸发而使液面降低时，可添加蒸馏水调整液面高度，若由于电解液溅出而造成液面降低时，可添加与电解液比重相同的稀硫酸溶液。（4）在充电过程中温度不宜过高，一般要求电瓶温度不超过125℉。（5）充电结束后测量电解液比重，各单格电瓶比重不同时进行调整。电解液比重调整后再补充充电1-2小时。（6）保持电瓶清洁，防止自放电。每月至少对电瓶补充电一次。

6、8.3碱性电瓶碱性电瓶与酸性电瓶相比，具有比能大、自放电小、低温性能好、耐过充电和耐过放电能力强、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，非常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，例如成本高、有“记忆”效应等。目前大多数运输机上都采用碱性电瓶，飞机常用的碱性电瓶为镍镉电瓶。8.3.1碱性电瓶的结构和工作原理镍隔碱性电瓶主要有两种结构形式：一种是阀控式镍隔电瓶，当电瓶过充时的产生氧气和氢气从泄气阀（排气阀）中排出

7、；另一种是密封式镍隔电瓶，目前飞机大多采用阀控式镍隔电瓶，如无特殊说明，本书讨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19个单体电池串联组成，每个单体电池输出电压为1.22V。单体电池的基本结构与铅酸电瓶相同，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控制组件。单体电池的结构如图3.1-1所示。1．极板镍镉电瓶正极板为活性物质三价镍的氢氧化物（NiOOH），负极板为镉（Cd）。航空电瓶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。2．隔膜在正极板和负极板之间有一层

8、隔膜，隔膜由多孔多层的尼龙和中间一层玻璃纸构成。隔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。二是气体隔离作用（玻璃纸的作用），防止在过充时正极板产生的氧气流到负极板与负极的镉起化学反应而产生热量，从而导致电池热击穿。3．电解液电解液为氢氧化钾（