松下蓄电池根据中国化学与物理电源行业协会酸性电池分会和中国电池工业协会铅酸蓄电池分会对 2012 年全国 39 家企业的汇总统计,39 家企
业合计产量为 15,875.95万 KVAh,其中汽车起动用电池、固定用电池、电力助力车用电池等各类电池的产量结构如下图所示:
如上图所示,铅酸蓄电池大用途为电动助力车用,约占41%的比例,主要用于电动自行车、高尔夫球车及电动滑板车等动力源
;其次是汽车启动用,约占28%的比例;固定用电池约占 21%的比例,主要用于电信、电力、银行、医院 、商场及计算机系统的 UPS 备用
电源、太阳能风能储能用等;电动道路车用约占5%的比例,主要用于电动汽车、电动摩托车的动力源;牵引用电池约占 2%的比例,主要用
于各型电动叉车、搬运车及井下隧道用电机车、移动设备的动力源;摩托车用约占 1%的比例,主要用于摩托车的启动、点火和照明用电
源;其他小型阀控密封蓄电池约占 1%的比例,主要用在应急灯、电动玩具、精密仪器的动力源及计算机的备用电源。
发行人从事固定型阀控式密封铅酸蓄电池、动力用铅酸蓄电池的研发、生产和销售,目前所生产的铅酸松下蓄电池主要用在电信及计算
机系统的备用电源、太阳能风能储能电源以及电动自行车、电动摩托车等动力源。近年来,UPS电源蓄电池技术不断发展,产品日臻成
熟。起动电池结构逐步优化升级,免维护蓄电池广泛使用、仍然是军用、民用交通运输装备的重要电源装置,为我国成为世界主要汽
车生产国起到重要支撑作用。阀控电池、胶体电池等作为备用电源、大型储备电源的核心部件,其生产已成为国民经济发展中重要的
基础性产业。UPS电源蓄电池行业大有可为。
UPS电源蓄电池的主要原料——铅可回收反复使用,只要出台废旧电池回收的相关产业政策,正确引导市场,就能够有效解决我国
有色金属短缺、铅污染等资源、环境诸多问题。因此,正确认识蓄电池行业现状、把握发展趋势、有效解决其自身存在的问题,是循
环利用资源、建设节约型社会,是向国民经济科学发展有效途径。
蓄电池是将化学能直接转化成电能的一种装置,是按可再充电设计的电池,通过可逆的化学反应实现再充电,通常是指铅酸蓄电池,
它是电池中的一种,属于二次电池。它的工作原理:充电时利用外部的电能使内部活性物质再生,把电能储存为化学能,需要放电时
再次把化学能转换为电能输出,比如生活中常用的手机电池等。
它用填满海绵状铅的铅基板栅(又称格子体)作负极,填满二氧化铅的铅基板栅作正极,并用密度1.26--1.33g/mlg/ml的稀硫酸
作电解质。电池在放电时,金属铅是负极,发生氧化反应,生成硫酸铅;二氧化铅是正极,发生还原反应,生成硫酸铅。电池在用直
流电充电时,两极分别生成单质铅和二氧化铅。移去电源后,它又恢复到放电前的状态,组成化学电池。铅蓄电池是能反复充电、放
电,它的单体电压是2V,电池是由一个或多个单体构成的电池组,简称蓄电池,常见的是6V、12V蓄电池,其它还有2V、4V、8V、24V
蓄电池。如汽车上用的蓄电池(俗称电瓶)是6个铅蓄电池串联成12V的电池组。
对于传统的干荷铅蓄电池(如汽车干荷电池、摩托车干荷电池等)在使用一段时间后要补充蒸馏水,使稀硫酸电解液保持
1.28g/ml左右的密度;其使用直到寿命终止都不再需要添加蒸馏水。
化学反应方程式如下:
总反应:Pb(s)+PbO2(s)+2志H2SO4(aq)可逆符号2PbSO4(s)+2H2O(l)
放电时:负 Pb(s)-2e-+SO42-(aq)=PbSO4(s)
正 PbO2(s)+2e-+SO42-(aq)+4H+(aq)=PbSO4(s)+2H2O(l)
总 Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l)
充电时 电解池
阴极 PbSO4(s)+2e-=Pb(s)+SO42-(aq)
阳极 PbSO4(s)+2H2O(l)-2e-=Pbo2(s)+SO42-(aq)+4H+(a
解决方案:
温升公式:Tj = Tc + P × Rth(jc)
根据单脉冲的热阻系数确定允许的短路时间
工作温度越高短路保护时间就应该越短
1 短路模型及分析
短路模型如图1所示,其中仅画出了功率输出级的A、B两相(共三相)。Q1和Q3为A相MOSFET,Q2和Q4为B相MOSFET,所有功率MOSFET
均为AOT430。L1为电机线圈,Rs为电流检测电阻。
当控制器工作时,如电机短路,则会形成如图1中所示的流经Q2,Q3的短路电流,其电流值很大,达几百安培,MOSFET的瞬态温升很大
,这种情况下应及时保护,否则会使MOSFET结点温度过高而使MOSFET损坏。短路时Q3电压和电流波形如图2所示。图2a中的MOSFET能承
受45us的大电流短路,而图2b中的MOSFET不能承受45us的大电流短路,当脉冲45us关断后,Vds回升,由于温度过高,仅经过10us的时
间MOSFET便短路,Vds迅速下降,短路电流迅速上升。由图2我们可以看出短路时峰值电流达500A,这是由于短路时MOSFET直接将电源正
负极短路,回路阻抗是导线,PCB走线及MOSFET的Rds(on)之和,其数值很小,一般为几十毫欧至几百毫欧。