飛機鉛酸電瓶超溫現象淺析

2011-12-31 00:00:00李立群

科技創新導報 2011年24期

摘要:通過對飛機鉛酸蓄電池在飛機運行過程中出現的超溫問題原因的分析和探討，提出正確的維護使用方法，以提高飛機鉛酸蓄電池的使用可靠性。

關鍵詞:飛機鉛酸蓄電池超溫維護

中圖分類號:V1文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)08(c)-0047-01

1 現象

目前我國擁有大量的中小型飛機仍然使用的是鉛酸電瓶，電瓶超溫在飛機故障中較為常見，通常會出現電瓶高溫、有異味、電瓶外殼變形、電解液溢出等現象出現，嚴重的引起整機供電中斷，嚴重威脅到了飛行安全。

1.1 原理

飛機使用的鉛酸電瓶是由侵在硫酸和水的溶液中的鉛復合板構成。該種電池由6-12個單體電池串聯組成，每個電池充滿電時有大約2.0V的電壓。飛機電瓶能夠在短時間內提供相當大的功率，但是如果讓其與負載連接超過一段時間，不久就會被放電。飛機電瓶只有在飛機沒有其他電源或在應急情況下，才允許用于啟動發電機和用于飛機地面作業。飛機電瓶可以利用發動機驅動的交流電發電機或直流發電機保持在近似安全的充電狀態。

鉛酸電瓶由二氧化鉛正極板、鈍鉛絨負極板和電解液組成。電解液為硫酸和水的混合物，它是使完全充電的電瓶溶液比重為1.285至1.295。鉛酸電瓶是可逆的，其充放電化學反應式如下:

(1)

飛機鉛酸電瓶的充電方式有多種，在飛行過程中，電瓶與匯流條相連，由發電機供電保持在充電狀態，此時為恒壓充電。充電電源的電壓在全部充電時間里保持恒定的數值，隨著電瓶端電壓的逐漸升高，電流逐漸減少。這種充電方式在充電電源電壓低而電流大時采用，電解溶液很少，避免了電瓶過充電，但在充電初期電流過大，對電瓶壽命造成很大影響，而且容易使電瓶極板彎曲，造成電池報廢。

2 原因分析

通過對鉛酸電瓶的修理分析，發現電瓶出現超溫現象的原因主要有三點:第一，與電瓶日常的不恰當使用有關;第二，與電瓶充電方式以及充電電流有關;第三，與某些特殊機型的供電特性有關。

以CESSNA172R型飛機為例，飛機在飛行過程中，電瓶是以恒壓充電方式充電的。充電電源的電壓在全部充電時間里保持恒定的數據，隨著電瓶端電壓的逐漸升高，電流逐漸減少。用恒定電壓充電。由于充電初期電瓶電動勢較低，充電電流很大，隨著充電的進行，電流將逐漸減少。這種充電方法電解水很少，避免了電瓶過充，但在充電初期電流過大，對電瓶壽命造成很大影響。

當充電電流I變大，(t為充電時間)使電池溫度升高，只有R下降才有利于溫度下降。因過電壓:

式中 R——極化電阻

——歐姆電阻

的值只要是有I決定，下降，過電壓值下降，析氣電壓低，水解就小，失水就少，而下降顯然與電池溫度的升高關系極大。主要是極柱、極板、隔板、電解液的電阻組成，其中電解液電阻所占比例為40%左右。充電電能絕大部分轉化為熱能，從而引起電池內部溫度的變化。

浮充電流會隨著電池的溫升而升高，后者又引起電池溫度的繼續升高，如此反復的熱積累，將會導致難以控制的惡性循環，直至出現超溫現象。使用時間較長，容量偏低的電瓶或者使用過程中大負載消耗樂得電瓶，在發電機正常供電時，飛機電網電壓會對容量過度偏低的機載電瓶進行大電流充電，從而導致機載電瓶超溫，電解液溢出。

3 維護措施

為了使鉛酸電瓶在飛機上避免出現超溫現象，建議在對電瓶采用如下方法:

(1)加強對電瓶容量測試和復充的時限控制。

(2)嚴格按照電瓶充放電程序對電瓶進行充放電和電瓶的日常維護保養。

(3)航線維護中加強對電瓶電壓、電瓶通風管的檢查。

(4)飛機維護中嚴格禁止用用機載電瓶對飛機上大負載的用電設備進行通電和長時間對機載小負載設備進行通電。

(5)例行定檢維護中注意檢查電瓶的接線柱、接線片是否有斷裂、破損，是否有氧化物，電解液是否有溢出，電瓶電解液液面高度是否滿足要求，單元格電池堵蓋的緊度適當，堵蓋的通氣孔暢通，保證電瓶輸出良好。