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直升机全方位讲述

时间:2011-04-04 21:08来源:蓝天飞行翻译 作者:航空 点击:


8.2.4 碱性蓄电池直升机常用的碱性蓄电池为镍镉蓄电池。镍隔蓄电池与铅酸蓄电池相比,具有储能大、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、维护性好等优点,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。目前大多数直升机上都采用碱性电瓶。
1.结构
镍镉蓄电池由 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蓄电池相同(见图 8-2)。镍镉蓄电池正极板为活性物质三价镍的氢氧化物 (Nickel Oxy Hydroxide)(NiOOH),负极板为镉(Cd)。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。每个单体电池上安装有泄气阀,泄气阀开启压力范围为 2~10PSI(13.8~69kPa)。当蓄电池充放电时,尤其是过充时,会产生气体,当气体压力大于 2个 PSI时,泄气阀打开,否则会引起电瓶爆裂。当气压小于 2 PSI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应而降低电瓶容量;另一方面,也可以防止电解液在飞行中溅出。维护手册中规定,如果泄气阀在压力大于 10 PSI时不能打开,必须对泄气阀进行清洁和修理;如果泄气阀在压力小于 2 PSI时打开,说明泄气阀密封圈已损坏,必须更换。另外,蓄电池还装有温度保护开关,当蓄电池温度超过 130℉(54.44℃)时切断蓄电池的充电电源。
由于碱性电瓶在低温充放电时,如充电电压不变,会引起充电不足或放电容量下降。某些碱性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,当温度达 40℉(5℃)时断开。
2.碱性蓄电池的原理
当蓄电池和负载接通以后,电池开始放电,电子从负极板流向正极板。如图 8-4所示。


图 8-4镍隔蓄电池放电时的化学反应示意图接通电路后,正极板得到从负极板输入的电子,正极板的活性物质 NiOOH在水的参与下,生成氢氧化
亚镍 Ni(OH)2和氢氧根离子 OH-。正极板:2 NiOOH+2 H2O+2e→2 Ni(OH)2+2OH-在电解液中,OH-自正电极携带负电荷迁移到负极板,完成电荷传递。负极板:Cd+2OH-→Cd(OH)2+2e
充电过程是放电过程的逆过程。借助于外电源作用,使电子从电源正极输出,经电池后回到负极,正极板的 Ni(OH)2又还原为 NiOOH,负极板的 Cd(OH)2也恢复为 Cd和 OH-。OH-从负极迁移至正极,即把负电荷运回正极,完成导电作用。充电时有:
负极:Cd(OH)2+2e→Cd+2OH-
正极:2Ni(OH)2+2OH-→2NiOOH+2 H2O+2e
从以上分析可以看出,电解液 KOH没有参与化学反应,仅起到了导电作用。
充、放电总的化学方程式为:

充电
2 Ni(OH)2+Cd(OH)2


2NiOOH+ Cd+ 2H2O
(-)(+)放电(+)(-)

3.
充电状态的判别电池放电时,只能放到放电终止电压 1V(单体),否则将影响电池的容量和寿命。充电时(指电瓶离位充电),为保证飞行安全,电池必须充足,但也不能长时间过充。由于碱性电瓶的电解液不参加化学反应,电解液比重基本不变,因此不能象铅酸电瓶一样用测量电解液比重的方法来判断充电状态。在实际使用中,可以利用充电电流和时间来确定电瓶是否充足。将放完电的电瓶用恒流充电法充电,充电的安时数大约为电瓶额定容量的 140%。大多数碱性电瓶要求采用二阶段恒流充电法。例如,型号为 SAFT40176的碱性电瓶共有单体电池 20个,额定容量为 36Ah。开始充电时用大电流,一般用 C或 C/2(C

为 1小时放电速率,C=电瓶额定容量 /1小时)电流充电,然后用小电流 C/10充 4小时即可。如果时间允许,也可直接用 C/10电流充 14小时。

4.

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