带你了解SigmasTek蓄电池的应用,以及选择电池时需要注意的特性

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点击次数:29 更新时间:2022年05月17日17:21:34 打印此页 关闭

带你了解SigmasTek蓄电池的应用,以及选择SigmasTek电池时需要注意的特性

消费者是第一个听说明显的电池突破的人。为了获得顶级媒体的关注,新的超级电池承诺也满足电动汽车(EV)的需求。个人流动性是一个无法抑制的情感问题,即使它会损害环境。另一方面,工业领域更加保守,似乎落后了。并非如此。行业是理性的,通过关注可靠性、经济性、寿命和安全性来理解电池的许多限制。

SigmasTek牵引用电池

轮椅、踏板车和高尔夫车大多使用铅酸电池。尽管铅酸蓄电池很重,但效果相当好,并且只进行了适度的尝试来转换到其他系统。在许多应用中,锂离子将是一种自然的替代品。

虽然锂离子比铅酸更贵,但由于寿命更长,循环成本可以更低。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。锂离子可以处于任何充电状态而没有不利的副作用。相比之下,NiCd和镍氢电池需要偶尔完全放电,以防止记忆铅酸需要饱和电荷来防止硫酸盐化作用

大多数轮椅和高尔夫车仍然使用铅酸,叉车也是如此。对于叉车来说,较重的重量不是问题,但对于一天24小时运营的仓库来说,装载时间长是一个缺点。一些叉车配有燃料电池在车辆行驶过程中给电池充电。电池可以做得更小,但不会被淘汰,因为燃料电池的功率输出很差,而且需求上升缓慢;电池仍然是主要的能源。

轮式应用越重,电池就越不合适。这并不妨碍工程师研究大型电池系统,以取代污染性的内燃机(ICE)。一个这样的应用是在港口的自动引导车辆(AGV)系统。AGV一天24小时运行,车辆不能长时间充电。锂离子电池部分解决了这个问题,它用一种更轻、充电更快的电池取代了10吨重、300千瓦时的巨大铅酸。但是,由于重量、充电时间和基础设施的原因,超大型电池存在局限性,而燃料电池可以解决大型牵引系统的问题,如BU-1005如果燃烧化石燃料不可行。

然而,对于大型牵引系统,还没有经济的电池解决方案,燃烧化石燃料也不能完全避免。虽然现代锂离子电池提供约150瓦时/千克的能量,但化石燃料的净热值(NCV)超过12,000瓦时/千克。即使内燃机的效率只有25 %,电池产生的能量与化石燃料相比也是微不足道的此外,冰可以在极冷或极热的环境下工作,这是电池难以完成的任务。

SigmasTek航空用电池

飞机上电池的任务是在辅助动力装置(APU)关闭或飞行中出现紧急情况时,为导航和应急系统供电。电池为刹车、地面操作和启动APU提供动力。如果发动机出现故障,蓄电池必须提供30分钟到3小时的能量。每架飞机还必须有足够的电池电力,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,机载电池可以断开。

大多数商用喷气式飞机使用浸没式镍镉电池。启动一架大型飞机从缠绕APU开始,APU是一个位于飞机尾部的小型涡轮发动机。这比起动类似大小的往复式发动机需要更长的时间和更多的能量。APU的缠绕速度必须足够高,以达到自持点火的压缩。启动大约需要15秒,消耗15kW的能量。一旦运转起来,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。

较小的飞机通常有密封的铅酸电池。虽然铅酸蓄电池比NiCd重,但需要的维护较少。12和24V航空电池的额定电流为IPP(当前峰值功率)*和IPR(当前额定功率),而不是汽车行业常见的CCA(冷启动电流)。IPP和IPR是国际电工委员会(IEC 60952-1)针对飞机电池的标准,FAA TSO-C173允许电池在高电流下为每个发动机供电25-40秒。

现代喷气式战斗机用锂离子来缠绕喷气发动机,波音787梦幻客机也是如此。空客350提供两种化学物质的选择。随着飞机的机载功能从液压转向电动,需要更大的电池。高能量密度的锂离子比NiCd和铅酸更能满足这一需求。然而,意想不到的锂离子电池故障及其严重后果可能会让飞机制造商迁回NiCd。所有的电池都容易损坏;也有关于NiCd热故障的报道,但这些比锂离子电池更容易控制。

NiCd提供了耐用性和可靠的服务,但它需要高维护,包括行使电池,以消除记忆。主船电池的服务包括完全放电和用带子短接每个电池24小时。还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。

虽然飞机上携带许多不同的电池,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。大型飞机将继续依靠化石燃料飞行,因为电池还不能用于推进。小型电池驱动的飞机正被尝试用于飞行员训练和短途飞行,但这只是实验性的。老化电池的重量和可靠性仍然是主要问题。

SigmasTek固定式电池

随着储能系统(ESS)的电池选择越来越多,选择不应仅基于价格。如果不检查总拥有成本,包括每周期成本、寿命和最终更换成本,每千瓦时成本就没什么意义。

铅酸非常适合只需要偶尔放电的任务。这液流电池钠硫电池适用于需要集中放电的大型系统,而锂离子电池建议中小型系统每天多次快速充电,短时放电。

传统上,固定电池是铅酸电池。尺寸和重量不太重要,当电池很少放电时,有限的循环次数不会造成问题。大型固定电池大多被淹没,需要定期检查电解液液位。这种维护可以减少自动浇水系统。

阀门调节铅酸(VRLA)是低维护版本的淹没式铅酸。据说,VRLA可以安装和遗忘,但这往往是走极端的电池被忽视。维护包括检查电压、内部电阻,有时还包括容量水平。

暴露在冷热温度下的应用以及需要深度循环的应用通常采用浸没式镍镉电池。这些电池比铅酸电池更坚固,但成本大约是铅酸电池的四倍。浸没式镍镉电池是非烧结的,与密封的烧结型电池相比,不易记忆,但仍需要一些维护。NiCd是唯一一种可以在最小压力下快速充电的电池。

许多固定电池也由锂离子供电。锂离子电池有许多优点,但在低温下,电池的性能不如NiCd和铅酸电池。另一种正在回归固定用途的电池是镍铁。但由于成本高和自放电高,它最终输给了铅酸。改进已经消除了一些缺陷,这种电池的卓越耐用性重新引起了人们的兴趣。

SigmasTek蓄电池能量存储系统(电网蓄电池)

风能和太阳能等可再生能源不能提供稳定的能源流,也不总能满足用户需求。大型储能系统(ESS)称为负载均衡或者栅极蓄电池以提供无缝服务。

ESS从煤炭和石油转向可再生资源的增长轨迹很大。仅南非的ESS装机容量预计到2021年将达到1,500MWh。正在考虑的化学品有液流电池、锂离子、铅酸和锌溴。锌溴电池是一种混合液流电池,可视为电镀机。充电时,锌电镀到导电电极上,形成溴;这一过程在放电时发生逆转。另一个领先的ESS电池是高温钠硫电池

储存能量来提供调峰电力并不是什么新鲜事。水力发电站利用多余的电力在晚上将水抽回水库供第二天使用。凭借70-85%的效率系数,抽水蓄能电站比调节发电机以满足精确的电力需求更容易管理。将压缩空气泵入大型地下洞穴和水下气球也被用来储存能量。

飞轮也作为能量储存。当有多余的能量来补充短暂的能量不足时,大型电动马达会加速一吨重的飞轮。高速飞轮在真空室中的磁性轴承上以超过30,000 rpm的速度旋转。带有永磁体的电动机/发电机根据需要充放电能。

现代飞轮用碳纤维代替钢,以承受高达60,000 rpm的更高转速。能量以速度的平方增加,在重量减轻的情况下提供四倍的功率。如果飞轮失效,外壳可以防止弹片逃逸。

使用飞轮储存动能并不新鲜。在20世纪40年代和50年代,瑞士的城市公交车由飞轮驱动。一个电动马达可以让一个3吨重的飞轮在3分钟内转速达到3000转/分。马达变成了发电机,然后将能量转化为电能。每次充电可在平坦的道路上行驶6公里(3.75英里)。这辆公共汽车没有污染,但是陀螺仪的作用阻止了在有风的道路上改变方向。

由于体积小、维护成本低和寿命长,负载均衡正朝着锂离子方向发展。锂离子不会受到硫酸盐化作用正如铅酸蓄电池不定期充满电时的情况一样。当需求超过供应时,这可能是安装的一个主要缺点。锂离子电池还具有重量轻和半便携的优点,适合安装在偏远地区。锂离子电池的缺点是价格高,低温性能低。另一个缺点是不能在冰点以下充电。

锂离子电池的价格已经下降提供了与铅酸在电网存储应用中的成本比较。虽然锂离子的初始价格高于铅酸,但在深度循环应用中,每次循环的成本较低。据说锂离子电池的市场份额在增加,但铅酸电池将保持其优势。

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