[科普中国]-蓄电池设计

在独立发电系统中，蓄电池的重要作用是将系统在良好发电条件下，将系统所发多余的电量储存，以备在发电状况较差或不能发电的情况下供给负载，使负载正常工作。所以要对蓄电池的性能参数进行设计1。

设计步骤蓄电池的容量取决于反应物质的数量和利用率，而影响利用率的若干参数要根据生产和使用实践来确定，尚不能从理论上进行计算。在开发一个新产品时，只能根据用电设备的要求，结合蓄电池生产和使用经验和知识，先进行非定型设计，按此设计做出样品，经检测和现场考核后取得数据，最后对原设计做必要的修改，设计步骤大体如下：

（1）根据用电设备的功率和使用时间的要求，计算蓄电池所必须提供的能量，即功率×时间=瓦时，再决定采用单体电池的数目。因为铅蓄电池的标称电压为2V，所以一般设计的电池组为2V、4V、6V、12V和24V。所设计电池的容量值为：电池容量=所需瓦时/ 电池组电压（A·h）

（2）根据所需的安时数计算正、负极活性物质的量、极板和板栅的尺寸和厚度以及电解液的浓度和数量2。

设计参数（1）电池容量

通常电源设备的容量用kV·A或kW来表示。然而，作为电源的VRLA电池，选用安时（A·h）表示其容量则更为准确，理论上t可以趋于无穷，但实际上当电池放电低于终止电压后仍继续放电，这可能损坏电池，故t值有限制，电池行业中，以小时（h）表示电池的可持续放电时间，觉的有C24、C20、C10、C8、C3、C1等标称容量值。

小电池的标称容量以毫安时（mA·h）计，大电池的标称容量则以安时（A·h）、千安时（kA·h）计，电信工业常取C10、C8等标称容量值。例如，常见的Deka电池12AVR100SH为12V单体，100 A·h容量，即可持续放电10h，电流为10A，共放出安时数为10*10=100 A·h（实际测试中，为使电流值保持恒稳，当电压变化时，应调整外电路负载，以便计量）。

（2）放电率

由于电池的局部作用造成的电池容量的消耗，容量损失与搁置之前的容量之比，叫做蓄电池的自由放电率。放电率表示蓄电池放电电流大小，分为时间率和电流率，放电时间率指在一定放电量上蓄电池放电至放电终止电压的时间长短，例如在25℃环境下如果蓄电池以电流It放电至放电终止电压的时间为t这一放电过程称为t小时率，放电It称为t小时率放电电流，IEC标准，放电时间率有20、10、5、3、1、0.5小时率及分钟率，放电电流率是为了比较额定容量不同的蓄电池电流大小而设立的。

（3）放电终止电压

在25℃环境温度下以一定的放电率放电至能再反复充电使用的最低电压称为放电终止电压，一般10小时率蓄电池单体放电终止电压为1.8V/Cell，3小时率蓄电池单体放电终止电压为1.8V/Cell，1小时率放电池单体放电终止电压为1.75V/Cell3。

本词条内容贡献者为:

李斌 - 副教授 - 西南大学