弹簧操动机构是一种以弹簧作为储能元件的机械式操动机构。弹簧操动机构的组成原理框图如图8-49所示。弹簧操动机构的一般工作原理如下：电动机通过减速装置和储能机构的动作，使合闸弹簧储存机械能，储存完毕后通过合闸闭锁装置使弹簧保持在储能状态，然后切断电动机电源。日本三菱公司的弹簧操动机构采用高性能扭簧。扭簧操动机构所有的旋转部位都使用轴承，机构的可靠性极高。图8-51给出了采用扭簧的弹簧操动机构示意图。......
2023-07-02
蓄电池工作原理概述
【摘要】：发生短路的蓄电池将会迅速失效而不能继续使用。蓄电池处于浮充状态时，其两个电极的荷电状态受端电压限制而趋于平衡。蓄电池的寿命与其工作环境有直接的关系。图8-1为可充电蓄电池的运行原理示意图。图8-1 电化学蓄电池运行原理示意图1）比能量，表示单位质量蓄电池所能储存的能量；比功率，表征单位质量蓄电池所能提供的功率。2）循环寿命，单位为充放电循环次数，表示蓄电池的寿命。80%这个值在蓄电池的移动式应用中经常被采用。
一次电池，也可被认为是一次性电源，不像电化学蓄电池那样可以再充电。一次电池所能释放出的电能在其制造过程中就已经被确定了（在使用之前不需要进行充电或其他准备工作）。而且，一次电池在放电后就不可能再恢复到初始的状态。
蓄电池，也称为二次电池，它与一次电池的最主要区别就在于它可在放电之后，在提供外部电能的情况下可以进行可逆反应，通过充电恢复到初始状态。电化学蓄电池是一种“可逆”的电源，能够以化学能的形式储存电能，然后根据需要在任何时刻经过可逆变换释放储存的电能。电化学电池的一个共同特点是，它们均通过浸泡于电解液中的两个电极发生电化学反应而产生电能。其中一个电极是阴极吸收电子，氧化剂被还原；另外一个电极是阳极释放电子，还原剂被氧化[2]。
蓄电池组是由一些完全相同的蓄电池单体通过串并联的方式组合而成的模组。
电池容量，即电量，通常以安时（Ampere-hours，A·h）为单位，是指蓄电池在放电周期内可释放的电量。
蓄电池的容量是放电倍率的函数，蓄电池的额定容量通常是在10h放完电（即放电倍率为C/10）下计算的。
当放电倍率高于C/10时，所能释放的电量减少。
当放电倍率低于C/10时，所能释放的电量增加。
蓄电池的放电电流单位为安培，常用安时容量（A·h）的分数来表示（如C/100）。
例如，容量为100A·h的蓄电池以C/10倍率放电（10A），能够持续放电10h。如果以C/5的倍率放电，电池容量将会降为80A·h，而如果放电率为C/100（1A），则电池容量将增加到140A·h。
蓄电池的容量同时也是其温度的函数，并随温度的变化而变化。
蓄电池的法拉第效率是其放电时电量（QD）与充电电量（QC）之比，即ηq=QD/QC。
蓄电池的能量效率是以W·h为单位的放电能量与充电能量之比。能量效率在很大程度上取决于所采用的充放电技术和应用环境，由于W·h与A·h在充放电电量的计量点不同，因而，能量效率与法拉第效率相比一般较低。
蓄电池的自放电率是指在特定的温度下蓄电池容量每月平均的相对容量损失量。自放电率是反应蓄电池内部特性的一个技术参数，这一参数通常在20℃温度下标定。
蓄电池的内阻一般非常小（约为几毫欧的量级），且与蓄电池的容量成反比。在多数情况下，与能量型储能相比，功率型储能内阻更低。蓄电池的低内阻给其应用带来一个问题，当不慎通过导电物体将蓄电池的两极相连时，由于导体本身几乎没有电阻，使得电源回路中的总电阻非常低，从而会产生巨大的电流。发生短路的蓄电池将会迅速失效而不能继续使用。当然，短路试验也是确保设备质量合格而必须通过的标准化测试内容之一。
蓄电池处于浮充状态时，其两个电极的荷电状态受端电压限制而趋于平衡。
蓄电池的寿命与其工作环境有直接的关系。当用于能量缓冲式储能时，蓄电池的寿命基本上取决于充放电次数和充放电深度。
图8-1为可充电蓄电池的运行原理示意图。
因此，蓄电池和一次电池都属于通过电化学反应，以电的形式释放化学能（以W·h表示）的电化学储能系统。电池一词，常常用来描述一组单体电池单元的组合（一般指可充电电池）。无论采用什么类型的技术，蓄电池都有两个基本的性能指标。
图8-1 电化学蓄电池（可充电电池）运行原理示意图
1）比能量（单位为W·h/kg），表示单位质量蓄电池所能储存的能量；比功率（单位为W/kg），表征单位质量蓄电池所能提供的功率（功率为单位时间所能提供的电能）。
2）循环寿命，单位为充放电循环次数，表示蓄电池的寿命。例如，我们常常用以高于80%额定容量进行放电的次数来衡量蓄电池的寿命。80%这个值在蓄电池的移动式应用中经常被采用。由此可见，随着应用的不同，蓄电池寿命的衡量依据可以相应改变。
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2023-06-16
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