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船用电瓶及使用概况

发布时间:2012-12-22
    一、化学电瓶 

    三种电瓶:AGM电瓶,GEL电瓶,湿式电瓶。各有其优缺点,基于制造商的报告和相关测试,现作如下先容,供各位参考。

    1.AGM电瓶

  被吸取的玻璃毯(AGM)电瓶,起初是為军用(飞行器)而设计的。航海用AGM电瓶,像他们的军用设备的前辈们,被工程化要求达到一定数量的同等条件包括更大的震荡,更大的冲击和浸泡,持久的转化周期。

  AGM电瓶以高密度填充被吸取的玻璃毯在电瓶正负极板之间的為特点。一旦这种毯被放在适当的地方,根据Concorde,这种电瓶90%会被电解溶液浸泡,这种电解溶液会允许氧气缓慢地转移到负极与氢气重新结合来补充电瓶水的容量。电池中的密封的正极减压阀重新引导多余的氢气和氧气气泡进入微小的玻璃毯内,在玻璃毯那里它们会被更新成為液体而被重新利用,这样一来它们没有必要再填充水容量。

  此外,这种电瓶会提供同等的浸透,穿过电池正负极的表面,并且这些高密集的玻璃毯填充比普通电瓶提供更大的板的支撑,并且更多地冲击,震动的保护。他们这种高密度排列会比那些深循环的应用其它技朮的电瓶提供更低的内部阻力,更快的充电,长时间的放电,產生更大的起动能量。

    优势:

    1. 不需要维护(除了周期性的外部清洁)

    2.  电瓶密封不会溢出

    3. 可以在任何角度被安装

    4. 振荡冲击的抵抗

    5. 无气体泄漏

    6. 低电池本身耗电(在77F,每月3%)

    7. 可沉入水中,没有任何损坏

    8. 长循环寿命

    9.可以用UPS运送

    缺点:

    1. 高的起始成本

    2. 在航海用市场短时间新的科技

    3. 比湿式电池安培小时更重

    4. 在过度充电之后,水不可以被替代

    2.GEL电瓶

  大家的凝胶电瓶是East Penn由生產制造的,大家相信在凝胶电瓶制造过程中具有最好的技朮和质量控制。起初获得Sonneschein Prevailer许可証电瓶,生產商现在生產自己系列產品Deka凝胶电瓶和West Marine SeaGels。当顾客问大家是否值得更新换代成SeaGel电瓶,大家会非常自信地说“是的”,如此肯定是建立在电瓶的低回修率和来自顾客的报告书基础之上的。

  像玻璃毯电瓶一样,这种可密封的凝胶电瓶是可以重新结合的。那就是说,由电瓶正极產生的氧气与负极產生的氢气重新结合,可循环回流到电解液凝胶之中。这家企业可以允许这种凝胶中的结合是通过减压通风口来密封每个电瓶单元,这种通风口在压力下可以留住气体引起自然结合的发生。

    这种凝胶是硫酸,烟熏过的酸和纯净水及磷酸的混和物產生的。这种凝胶电瓶会提供数倍于对手的寿命,3倍于湿式电瓶的寿命。

   一旦混和,这种凝胶在真空条件下会被沉没在每个单元细胞中,真空条件是整体上消除可以导致电板表面上耗尽区域的空气中的气泡和入口。

    优势:

    1.不需要维护(除了周期性的外部清洁)

    2.电瓶密封不会溢出

    3.可以在符合规则的位置条件下安装

    4.种振荡冲击的抵抗,

    5.无气体泄漏

    6.低电池本身耗电(在77F,每月3%)

    7.适用低温

    8.长循环寿命

    9.可以用UPS运送

    1. 高的起始成本

    2. 比湿式电池安培小时更重

    3. 过度充电之后,水不可以被替代

    3.湿式电瓶

    尽管更新的电池技朮是咄咄逼人的,但是内在的优点继续使得高质量传统湿式电瓶在深循环电瓶市场上成為一个强力的竞争者。

    适度的充电和维修,优质的湿式深循环电瓶就像那些由Trojan企业為大家制造的一样,这种电瓶可以被多次循环使用,并且可以转换成多年的可依靠的能量的供应------它的最初成本远远低于可比较AGM容量或电瓶成本。

    像其它的电瓶技朮一样,湿式电瓶依靠铅和硫酸的化学反应,產生电能.和其它电池不同的是,湿式电瓶是依靠液体硫酸来充当在正负极板之间通路的角色。和其它电瓶一样,当充电时,这些板会会產生氧气和氢气,而不是重新接合气体和重新把它们引到系统之中。通风的湿式电瓶可以让这些气体跑到大气之中。

    优势:

    1. 低的起初成本

    2. 可以接受高的充电电压

    3. 易敏感的过量充电

    4. 在合适的条件下有好的深循环性能

    5. 较轻的安培小时

    缺点:

    1. 必须向上安装

    2. 需要周期的维护

    3. 需要通风

    4. 高电池本身耗电(每月6% 到7%)

    5. 在高的震动时会更容易破碎

    6. 若电瓶被破裂或颠倒,腐蚀的电瓶酸液体可以被弄出

    二、如何选择深循环电瓶 ( 原文见Port Supply P.460-461 )

    1.电瓶的功能

    深循环航海用电瓶储存能量,电的能量的源泉比如发电机,和负载比如说泵和灯,可以同时运行。换句话说,电瓶当作一个储存器,可以根据需求,而输出或输入。

    一旦拋锚和关闭引擎,没有装备发电机的船或游艇开始使用储存在电瓶里的能量。整个晚上,这种使用可以耗尽一组电瓶能量的50%-70%,使用一个相对小但持续的电路数量。主机或其他充电器一啟动,电瓶就可以被重新充电并且这个过程会开始。為了最大限度延长电瓶的寿命,您需要电瓶可以被完全地放电并没有损害。这就是為什么大多数船用电瓶是深循环电瓶而不是啟动电瓶。

    2.如何测量深循环电瓶

    2.1 容量比率

    在您点亮灯泡或运行泵到一个较长时间的间隔,你需要一种可以储存最多数量的能量的电瓶。这些测量的方法可以在电瓶耗尽能量之前,在一定安培数供给一段时间间隔上,或用分鐘或用小时来测量。

    安培小时是在电瓶电压下降到10.5伏特之前,以一个连续的放电比率,来测量能运转20小时之上的整个电瓶能量。 这就意味著一个200安培小时的电瓶可以在10安培负载上运行20小时,在这个之后电瓶能量会耗尽。存储时间就是一个电瓶可运行25安培的负载直到它下降到10.5伏特的时间。一组27深循环电瓶可以存储时间功率,这就意味著它将运转25安培的负载到 2小时40分鐘。在大多数的船上,平均5到8安培的负载是更现实的,但是这个保存分鐘功率会允许一个正确的比较。

    3. 哪一种电瓶最省钱?

  电瓶有很多种价格。你作為一个买主,所希翼的是以优惠的价格买到的电瓶能最大限度的使用其安培时。打个简单的比方,当你把电完全放出和再次充100安时的电瓶作為日常使用的标准,它将做200次循环。(200cycles x 100Ah)每安培时将花费你0.004或4/10便士。这里有几点要注意的:
1. 不主张将电瓶中的电放完,因為这会减少电瓶寿命。

2. 很少有100安的电瓶能在放出100安的电之后,能用过它的使用寿命的20%。大多数的循环将会减少,那就得看制造商的诚实可信度了。大家认為,20%的“诚实”因素可减少平均安培时是比较现实的。以下的图表是对5种常用电瓶型号的对比,基于这些数据,大家可以做出选择。

    Battery                            #of         $ per          $ per

    Type                              Cycles        Ah          100 Ah
    Cheap Cranking                      25        $0.80          $3.20

    Cheap Gel 12V                      100        $1.35          $1.35

    SeaVolt Cranking                   100        $1.00          $1.00

    Cheap Deep Cycle                   150        $0.80         $0.53

    SeaGel 12V                         500        $1.86          $0.37

    当希翼购买一个性能好的电瓶的时候,精明的顾客就会注意到电瓶使用时所释放的最大能量。


    4. 哪一种技朮可提供最好的价值?

  对于电瓶类型的选择,大家建议所选电瓶的容量须為你的DC通常需求量的3到四4倍。也就是说,如果你一天需用150安培的电量,那么你需要选择一个450-600安培的电瓶。

三、双用电瓶  ( 原文见Port Supply P.462 )

经过最近几年与客户的肯定,船用电瓶由啟动电瓶、可深循环电瓶组成。电瓶的结构就决定了它的功效。

    关于双用电瓶。他们之所以有很好的啟动性能,是因為电瓶里有大量的金属片和活性铅板。大部分深循环电瓶由厚金属片和导槽内的锑构成。这种结构可以让他们摆脱深循环的压力,这种压力会损坏啟动电瓶。 如果你的马达频繁地运转,而且锚机对电量的需求不高,这时候这种中等功率的电瓶将会提供啟动时的能量,并能有好的寿命。如果你的电组负荷很重,用一个高输出深循环的电瓶或多组电瓶就会省更多的钱。

    四、啟动电瓶的选择  ( 原文见Port Supply P.463 )

    1.电瓶的作用

    当你啟动引擎时,马达在5-15秒内所需的安培数為75-400或更大,这一点就需要电瓶能在短时间内输出大量电流,但因化学因素等方面,啟动电瓶在性能及功效上有所不同。

    2.电瓶如何工作

  电瓶產生电的原理是把硫酸和铅转化為水及铅硫酸盐的化学反应,当电输入到电瓶后,啟动电瓶内部有大量的薄铅板及分离体,这一结构促使电瓶内的酸化物可充分接触,从而电瓶能够在短时间内输出大量能量从而啟动引擎。

    3.如何估量电瓶

    有二种方法:

    1、CCA(冷啟动安培)

    2、MCA(航海啟动安培)

    这两种可决定电瓶的性能

    CCA是指在0F的环境下,电瓶在30秒内可持续保持7.2伏的电压

    MCA同CCA有相似之处,只不过温度為320F

    但事实上,在温度相对比较高的环境下,电瓶的工作效率会更好,所以MCA相比较CCA,功效更好,差距為20%左右。

    电瓶的容量同样可以以储备分鐘来测量,储备分鐘是指电瓶可维持25安培的电流的分鐘数,比如一个电瓶的储备分鐘為150分,则可在二个半小时内维持25安培的电流,大部分啟动电瓶只是用于啟动用,不会持续使用,因此,“储备分鐘”这测量方法相对来说比较准确。

    4.如何选择合适的电瓶

    决定啟动电瓶的方面有:A)引擎的尺寸 B)品牌 C)温度等

    大体来说,啟动电瓶所要输出的功率主要為如下几个方面

    4.1温度

    4.2柴油机

    4.3引擎

    4.4 高输出功率引擎

    大部分情况下,你可根据以往游艇使用电瓶的情况来推断现在需要使用什么样的电瓶,比如,以前大家使用类型24,600CCA电瓶,其使用寿命是5年,那么现在也可以考虑再用此类型,但如果功效不尽人意,啟动引擎非常慢,而且一个季度内总是出故障,那么就要考虑换一个品种,意思是说,如果你还用类型24,那么就需要以CCA或MCA為标准,加大一级。

    可不可以用深循环或双用电瓶来啟动电瓶?

    回答是当然可以,建议选择一对类型30S的电瓶

    五、建立一套可靠的电瓶系统  ( 原文见Port Supply P.464-465 )

    “靠引擎做推力及飞行较远距离的船舶要发动引擎时,则应使用两个独立的电瓶”。这种陈词滥调,显而易见比较系统的表明了电瓶的使用方式。也许大家有疑惑,為什么大家还要浪费时间讨论电瓶呢?事实上,上述的引言是不充分且易令人误入歧途,这一点就是大家将要讨论的方面。

  大家都清楚,飞行家不同汽车司机,在海上没有拖车可以施以援手,所有必须自力更生,艰苦奋斗,从大量故障拋锚的数据中,大家可以看到,有两种求救情况比较常见。

    1.  就是“啊,油用光了“

    2. “啊,我啟动不了引擎”

  从这些事故中,大家大胆认為,引擎无法啟动是因為船主的电瓶充电不足或电量用光。

  假设这条船配有两个适宜电瓶,那為什么他们会在同一时刻同时停工呢?这涉及到三个方面的原因:


    1. 通过引擎充电但充电不足。这一点可能会被间断的岸电充电所掩盖真相。

    2. 电瓶容量不足导致船主不得不同时使用二个电瓶来带动DC系统。

    3.  在主机电瓶箱与生活用电瓶箱之间没有隔离器,以至于导致无意识地泄漏电量。

    对于第三点,可能大部分船主会持反对意见,因為很简单,船上安装有一个大的红色电瓶选择开关,也就是一个隔离器,对于此种想法,大家不得不承认完全是无稽之谈。、

    1.原因

  大部分建于过去三十年的单引擎船都配有两个电瓶,為发动引擎及生活用电之用。在发动引擎之前,驾驶员会把电瓶选择开关的按钮调至“Both”的位置。这样两个电瓶都能派上用场,从而啟动引擎,一旦引擎啟动后,驾驶员会继续保持按钮在“Both”的位置,这样两个电瓶就可充足电量,一旦停泊后,驾驶员会把按钮调“1”或“2”档,这样其中一个电瓶可暂停使用,以便再次啟动引擎。

  问题是,这一点依赖于驾驶员实行,但事实上,驾驶员在某些时刻会疏忽,导致按钮会保持在“Both”的位置,最后两个电瓶的用量全部用光。

    针对游艇有二种不同的负荷:

    1.1是引擎不啟动时长距低电流负荷

    1.2引擎啟动时高频,短距负荷

    大家建议使用两个同样的电瓶

    如果使用一对深循环或双用电瓶,或者差的啟动电瓶,则不能达到功效

    2.解决方案

    大家建议给电瓶连线时,不要同于电瓶出厂时厂家提供的连线方式。给主机配置一个啟动电瓶,取决于主机的冷啟动电流。关于舱内电瓶的选择,其容量应不低于日消耗电量的3倍。至于电瓶开关的选择,是比较復杂的,大家建议不要使用一个OFF-1-BOTH-2电瓶开关,可以考虑使用3个OFF-ON开关:一个开关连接啟动电瓶,一个连接舱内电瓶到配电盘,第三个开关用来控制电瓶的并联系统,以防其中某个电瓶出现意外。

    随著电瓶开关系统的建立,无论你的船是否靠岸,或拋锚,或正在飞行中,你只需要将你的主机和舱内电瓶开关置于ON位。电瓶并联开关一般置于OFF位,除非其它电瓶出现问题,或者啟动主机电瓶电力不够。当主机停止运转时,主机电瓶能和舱内电瓶安全的分隔出来,即使你的音响整夜开著,也不会损失主机电瓶的电量。

    3.怎样同时给多组电瓶同时充电?

    因為主机啟动电瓶和舱内电瓶的隔离,你将面临如何用单输出点的充电器给它们同时充电的问题。如果你不正当的强行给两个分离电瓶充电,可能会损坏电瓶。因此大家需要使用Heart Pathmaker电瓶并联器,Balmar双输出点的充电器和电瓶隔离器。这些產品能感应到各个电瓶组的电压,当一个电瓶的电压上升后,能将其与其它电瓶连接起来。两个电瓶组能同时充电并保持并联,当电压下降时,它们又分离开来。这就是為什么在充电时,工程师会适时调节电瓶开关,以便能最大容量的给两组电瓶充电,然后完全隔离开来,可以保証啟动主机。

    4.需要更换目前的电瓶开关吗?

    如果可能,大家还是推荐使用OFF-ON开关。人们很容易操作OFF-ON开关,但可能会对OFF-1-BOTH-2开关感到迷惑。当然,你也可以同时使用这两种开关,但这样会显得太復杂而难以理解每个开关具体的职能。况且,电瓶开关不多,使用OFF-ON开关, 还可以减少损坏充电器的可能性。

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