本文關鍵詞：鉛酸蓄電池正負脈沖化成技術的研究與實現(xiàn)

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【摘要】：鉛酸蓄電池依舊是目前應用最廣泛的電池之一,而化成則是鉛酸蓄電池制造過程中的一步重要工藝。化成指的是用電化學方法將生極板中的鉛膏轉(zhuǎn)化為帶電的活性物質(zhì)的過程,它直接影響了鉛酸蓄電池的性能。然而,由于化成過程的復雜性和當前鉛酸蓄電池廠商對其技術的封閉性,目前對于化成的研究比較匱乏。故對提高化成質(zhì)量、化成效率和化成電能利用率的相關理論、算法和設備的研究具有著重要的意義。本研究的目的在于尋求既能提高化成效率和電能利用效率,又不降低化成質(zhì)量的化成算法和化成設備。主要研究內(nèi)容如下:(1)分析了鉛酸蓄電池化成理論。從化學和物理角度,介紹了鉛酸蓄電池化成過程和化成的兩個階段,并分析了化成兩個階段的化學反應過程和物質(zhì)結(jié)構(gòu)的區(qū)別。從電化學角度,討論了蓄電池化成與蓄電池充電的區(qū)別,介紹了化成過程溫度、電壓和硫酸濃度等參數(shù)的變化,總結(jié)提出了化成的主要限制因素:溫度和析氣。(2)提出了一種多階段恒流-正負脈沖化成算法。闡明了化成的主要指標和參數(shù),列舉和分析了現(xiàn)有的化成算法,依據(jù)化成兩個階段理論和化成主要限制因素,研究和修正了馬斯曲線,推導了析氣電流、析氣速率和水消耗速率的關系,設計了分兩個階段的化成算法:第一階段采用多階段恒流化成,第二階段采用基于修正馬斯曲線的正負脈沖化成。(3)設計制造了一種正負脈沖化成設備,并對多階段恒流-正負脈沖化成算法進行了驗證。該設備采用了集中-分布式結(jié)構(gòu)和節(jié)能母線,包括集中控制后端、化成控制前端和上位機軟件三個部分。通過對一種6Ah的鉛酸蓄電池的化成,初步證明了多階段恒流-正負脈沖化成算法是有效的,而且該過程的化成時間僅用30.5h,化成電量僅用3.84C。本研究的主要成果有:提出了修正的化成馬斯曲線,從理論上找到了析氣原因并做了定量分析;在化成馬斯曲線的指導下,設計了一種多階段恒流-正負脈沖化成算法;為了實現(xiàn)該算法,設計制造了一種集中-分布式結(jié)構(gòu)的正負脈沖化成設備,并采用了節(jié)能母線對放電電能進行了回收利用。
【關鍵詞】：鉛酸蓄電池 化成 正負脈沖 化成算法 化成設備
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM912.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-18
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 本文研究目標、內(nèi)容和意義15-17
• 1.4 本論文的結(jié)構(gòu)安排17-18
• 第二章 鉛酸蓄電池化成基礎18-30
• 2.1 化成的概念18-19
• 2.2 浸泡19-20
• 2.3 正、負極板化成過程20-25
• 2.3.1 正、負極板電化學反應20-21
• 2.3.2 化成的兩個階段21-23
• 2.3.3 化成的具體反應過程23-25
• 2.4 鉛酸蓄電池的極化現(xiàn)象25-29
• 2.4.1 極化及其對化成的影響25-28
• 2.4.2 化成去極化原則及去極化方法28-29
• 2.5 化成與蓄電池充電的區(qū)別29
• 2.6 本章小結(jié)29-30
• 第三章 鉛酸蓄電池化成技術研究與化成算法設計30-47
• 3.1 化成的指標和參數(shù)30-32
• 3.1.1 化成的重要指標30-31
• 3.1.2 化成過程的主要參數(shù)31-32
• 3.2 化成過程的參數(shù)變化32-35
• 3.2.1 化成溫度的變化32-33
• 3.2.2 化成電壓及硫酸密度的變化33-34
• 3.2.3 化成電流的限制因素34-35
• 3.3 已有化成算法35-37
• 3.4 第一階段化成算法設計37-39
• 3.5 第二階段化成算法設計39-46
• 3.5.1 馬斯曲線與馬斯三定律39-41
• 3.5.2 馬斯曲線的修正41-43
• 3.5.3 析氣的計算43-44
• 3.5.4 化成算法設計44-46
• 3.6 本章小結(jié)46-47
• 第四章 鉛酸蓄電池化成設備研制及化成算法驗證47-76
• 4.1 系統(tǒng)設計指標47
• 4.2 系統(tǒng)總體設計47-51
• 4.2.1 集中控制后端48-49
• 4.2.2 化成控制前端49-50
• 4.2.3 上位機軟件50-51
• 4.3 系統(tǒng)主要硬件模塊設計51-60
• 4.3.1 CAN總線通信協(xié)議設計51-55
• 4.3.2 節(jié)能母線55-56
• 4.3.3 雙向DC/DC變換電路56-57
• 4.3.4 電流電壓檢測電路57-59
• 4.3.4.1 電壓檢測電路57-58
• 4.3.4.2 電流檢測電路58-59
• 4.3.5 觸摸屏59-60
• 4.4 系統(tǒng)軟件設計60-64
• 4.4.1 集中控制后端軟件設計60-61
• 4.4.2 化成控制前端軟件設計61-63
• 4.4.3 上位機軟件設計63-64
• 4.5 化成設備完成情況及驗證64-70
• 4.5.1 系統(tǒng)指標完成情況64-65
• 4.5.2 正負脈沖化成設備實物65-68
• 4.5.3 正負脈沖化成設備使用驗證68-70
• 4.6 多階段恒流-正負脈沖化成算法驗證70-75
• 4.6.1 化成算法工藝參數(shù)設計70-73
• 4.6.1.1 化成電量的選取70
• 4.6.1.2 化成工藝參數(shù)設計70-73
• 4.6.2 化成算法實驗73-75
• 4.7 本章小結(jié)75-76
• 第五章 總結(jié)與展望76-78
• 5.1 本文總結(jié)76-77
• 5.2 后續(xù)工作展望77-78
• 致謝78-79
• 參考文獻79-82
• 攻讀碩士學位期間取得的成果82-83

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 趙永波;趙婧;張彥杰;李勇;陳志雪;王夢陽;丁克強;;不同炭材料的摻雜對鉛酸電池正極板性能的影響[J];蓄電池;2015年06期

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4 倪德慷,董賢昌,楊文輝;脈沖化成工藝在閥控鉛酸電池生產(chǎn)上的應用[J];蓄電池;2003年04期

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本文編號：691144