电池为制动、地面操作和启动 APU 提供动力。如果发动机发生故障,电池必须提供 30 分钟至 3 小时的能量。飞机上的电池的职责是在辅助动力装置 (APU) 关闭或飞行中出现紧急情况时为导航和应急系统供电。每架飞机还必须有足够的电池电量以促进安全着陆。在飞行过程中,电力由发电机提供,与汽车类似,如果需要,可以断开机载电池。
启动大型飞机首先要启动 APU,这是一种位于飞机尾部的小型涡轮发动机。与启动类似尺寸的往复式发动机相比,这需要更长的时间并且需要更多的能量。APU 的旋转速度必须足够高以达到自持点火的压缩。启动大约需要 15 秒,消耗 15kW 的能量。一旦运行,空气压缩机或液压泵就会一个接一个地启动大型喷气发动机。大多数商用喷气客机使用浸没镍镉。
12 和 24V 航空电池的额定值为 IPP(电流峰值功率)* 和 IPR(电流额定功率)**,而不是汽车行业常见的 CCA(冷启动电流)。较小的飞机通常有密封铅酸。尽管比 NiCd 重,但铅酸需要较少的维护。IPP 和 IPR 是国际电工委员会 (IEC 60952-1) 飞机电池和 FAA TSO-C173 标准,允许电池在高电流下使每个发动机运转 25-40 秒。
随着客机的机载功能从液压转向电动,需要更大的电池。能量密度更高的锂离子比镍镉和铅酸更能满足这一需求。然而,具有严重后果的意外锂离子电池故障可能会使飞机制造商重新使用镍镉电池。所有电池都可能发生故障;也有报道称 NiCd 会发生热故障,但与锂离子电池相比,这些问题可以得到更好的管理。现代喷气式战斗机使用锂离子驱动喷气发动机,波音 787 梦想飞机也是如此。空中客车 350 提供两种化学物质的选择。
主船电池的服务包括完全放电和用带子将每个电池短路 24 小时。还使用电池分析仪检查电池的容量。较小的 NiCd 电池有不同的服务要求。NiCd 提供耐用和可靠的服务,但它需要高维护,包括使用电池以消除记忆。
大型飞机将继续使用化石燃料飞行,因为电池在推进方面尚不实用。尽管飞机上携带了许多不同的电池,但它们的唯一目的是启动发动机并在发动机关闭时提供备用电源。小型电池驱动的飞机正在尝试用于飞行员训练和短距离飞行,但这些都只是实验性的。老化电池的重量和可靠性仍然是主要问题。
尽管铅酸很重,但铅酸工作得相当好,并且只进行了适度的尝试以转换为其他系统。轮椅、踏板车和高尔夫球车大多使用铅酸电池。锂离子电池将成为许多应用中的天然替代品。
锂离子电池相对于铅基和镍基电池的另一个优势是维护成本低。锂离子电池可以保持在任何充电状态,而不会产生不利的副作用。虽然锂离子比铅酸更贵,但由于寿命更长,因此循环成本可以更低。相反,NiCd 和 NiMH 需要偶尔完全放电以防止记忆,铅酸需要饱和充电以防止硫酸化。
一些叉车装有燃料电池,可在车辆使用时为电池充电。电池可以做得更小但不能被淘汰,因为燃料电池的功率输出不佳并且按需提升缓慢;电池仍然是主要电源。大多数轮椅和高尔夫球车仍然使用铅酸作为动力,叉车也是如此。使用叉车,重量不是问题,但充电时间长对于全天 24 小时运营的仓库来说是一个缺点。
此类应用之一是船舶港口的自动导引车 (AGV) 系统。AGV 每天 24 小时运行,车辆不能因长时间的充电间隔而被捆绑。锂离子电池通过用更轻、充电更快的电池代替超大的 10 吨、300kWh 铅酸电池来部分解决这个问题。但由于重量、充电时间和基础设施,非常大的电池有局限性,如果不能选择燃烧化石燃料。轮式应用越重,电池就越不适合。这并不妨碍工程师研究大型电池系统以取代污染严重的内燃机 (ICE)。
虽然现代锂离子电池可提供约 150Wh/kg 的能量,但化石燃料的净热值 (NCV) 超过 12,000Wh/kg。然而,目前还没有适用于大型牵引系统的经济电池解决方案,并且无法完全避免燃烧化石燃料。即使内燃机发动机的效率低至 25%,与化石燃料相比,电池产生的能量也微乎其微。此外,内燃机可以在极冷和极热的条件下运行,这是电池的一项任务努力满足。
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