新聞主題	柴油發(fā)電機啟動(dòng)電池的維護與使用

 

摘要：蓄電池是柴油發(fā)電機組啟動(dòng)系統中常見(jiàn)的電啟動(dòng)配置，它可以通過(guò)充電來(lái)重復使用。但是，如果充電方法不正確，不僅會(huì )影響電池壽命，還可能導致安全問(wèn)題。選擇合適的充電器非常重要。不同類(lèi)型的蓄電池需要不同的充電器，因此在購買(mǎi)充電器時(shí)要注意選擇適合自己的蓄電池類(lèi)型的充電器。同時(shí)，充電器的輸出電壓和電流也要與蓄電池的額定電壓和電流匹配，否則會(huì )影響充電效果和電池壽命。

 

一、蓄電池充電原理和過(guò)程

 

1、蓄電池充電原理

      蓄電池放電后，用直流電按與放電電流相反的方向通過(guò)蓄電池，使它恢復工作能力，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為蓄電池充電，如圖1所示。蓄電池充電時(shí)，電池正極與電源正極相聯(lián)，電池負極與電源負極相聯(lián)，充電電源電壓必須高于電池的總電動(dòng)勢。充電方式有恒電流充電和恒電壓充電兩種。

2、蓄電池充電器原理

      蓄電池里面有大量的硫酸等可供電離的溶液，當插上電源，電流就通過(guò)里面的鉛板（有些電池不是鉛）電離溶液，這樣就將電能轉化為化學(xué)能；如果要使用，溶液就會(huì )轉化為電能通過(guò)電極輸送出去。這是原理上的描述，事實(shí)上，真實(shí)的情況十分復雜，可參考相關(guān)專(zhuān)業(yè)書(shū)籍。充電方法制度：常規充電制度是依據1940年前國際公認的經(jīng)驗法則設計的。其中最著(zhù)名的就是“安培小時(shí)規則”：充電電流安培數，不應超過(guò)蓄電池待充電的安時(shí)數。實(shí)際上，常規充電的速度被蓄電池在充電過(guò)程中的溫升和氣體的產(chǎn)生所限制。這個(gè)現象對蓄電池充電所必須的最短時(shí)間具有重要意義。

3、充電過(guò)程

      蓄電池在充電時(shí)（如圖2所示），應將密封蓋擰下。再將充電機的正、負極分別與蓄電池的正、負極相接。蓄電池的充電方式一般有定流充電和定壓充電兩種。具體應根據康明斯發(fā)電機組使用充電機的技術(shù)性能和充電蓄電池的數量進(jìn)行選擇。

（1）初充電。

      初充電是指蓄電池在使用之前的首次充電。初充電的電流和時(shí)間應嚴格按制造廠(chǎng)說(shuō)明書(shū)中的規定執行。在一般情況下，初充電的電流不宜過(guò)大。電流過(guò)大，會(huì )使電解液的溫度上升過(guò)高，損害極板與隔板，并影響活性物質(zhì)的形成過(guò)程。當環(huán)境溫度過(guò)高時(shí)，充電電流應適當減小。

（2）普通充電。

      普通充電是指蓄電池使用后的再次充電。在充電前應全面檢查單格蓄電池的電壓和電解液密度，液面低于規定標準時(shí)，應及時(shí)添加蒸餾水后再進(jìn)行充電。

      普通充電的電流要分兩個(gè)階段進(jìn)行：第一階段的充電電流應為蓄電池容量的1/10，歷時(shí)10~12h，當電解液冒出大量氣泡，并且充到單格電池的電壓為2.3~2.4V時(shí)，再按第階段的充電電流繼續充電。第二階段的充電電流應為第一階段充電電流的1/2，歷時(shí)4~6h，當各個(gè)單格電池的電壓達到2.6~2.7V，并且在2h內電解液的密度和電壓不再變化，并有大量的氣泡冒出時(shí)，說(shuō)明蓄電池已充足電。

 

圖1  蓄電池充電原理

圖2  蓄電池充電過(guò)程示意圖

 

二、蓄電池充電方式

 

1、恒流充電法

      恒流充電法是用調整充電裝置輸出電壓或改變與蓄電池串聯(lián)電阻的方法，保持充電電流強度不變的充電方法?？刂品椒ê?jiǎn)單，但由于電池的可接受電流能力是隨著(zhù)充電過(guò)程的進(jìn)行而逐漸下降的，到充電后期，充電電流多用于電解水，產(chǎn)生氣體，使出氣過(guò)甚，因此，常選用階段充電法。

2、恒壓充電法

      充電電源的電壓在全部充電時(shí)間里保持恒定的數值，隨著(zhù)蓄電池端電壓的逐漸升高，電流逐漸減少。與恒流充電法相比，其充電過(guò)程更接近于最佳充電曲線(xiàn)。用恒定電壓快速充電，由于充電初期蓄電池電動(dòng)勢較低，充電電流很大，隨著(zhù)充電的進(jìn)行，電流將逐漸減少，因此，只需簡(jiǎn)易控制系統。這種充電方法電解水很少，避免了蓄電池過(guò)充。但在充電初期電流過(guò)大，對蓄電池壽命造成很大影響，且容易使蓄電池極板彎曲，造成電池報廢。鑒于這種缺點(diǎn)，恒壓充電很少使用，只有在充電電源電壓低而電流大時(shí)采用。例如，汽車(chē)運行過(guò)程中，蓄電池就是以恒壓充電法充電的。

3、階段充電法

      此方法包括二階段充電法和三階段充電法

（1）二階段法采用恒電流和恒電壓相結合的快速充電方法，首先，以恒電流充電至預定的電壓值，然后，改為恒電壓完成剩余的充電。一般兩階段之間的轉換電壓就是第二階段的恒電壓。

（3）三階段充電法在充電開(kāi)始和結束時(shí)采用恒電流充電，中間用恒電壓充電。當電流衰減到預定值時(shí)，由第二階段轉換到第三階段。這種方法可以將出氣量減到最少，但作為一種快速充電方法使用，受到一定的限制。

4、快速充電法

① 脈沖式充電法

      這種充電法不僅遵循蓄電池固有的充電接受率，而且能夠提高蓄電池充電接受率，從而打破了蓄電池指數充電接受曲線(xiàn)的限制，這也是蓄電池充電理論的新發(fā)展。脈沖充電方式首先是用脈沖電流對電池充電，然后讓電池停充一段時(shí)間，如此循環(huán)，如圖5所示。充電脈沖使蓄電池充滿(mǎn)電量，而間歇期使蓄電池經(jīng)化學(xué)反應產(chǎn)生的氧氣和氫氣有時(shí)間重新化合而被吸收掉，使濃差極化和歐姆極化自然而然地得到消除，從而減輕了蓄電池的內壓，使下一輪的恒流充電能夠更加順利地進(jìn)行，使蓄電池可以吸收更多的電量。間歇脈沖使蓄電池有較充分的反應時(shí)間，減少了析氣量，提高了蓄電池的充電電流接受率。

② 2REFLEXTM快速充電法

      這種技術(shù)是美國的一項專(zhuān)利技術(shù)，它主要面對的充電對象是鎳鎘電池。由于它采用了新型的充電方法，解決了鎳鎘電池的記憶效應，因此，大大降低了蓄電池的快速充電的時(shí)間。鉛酸蓄電池的充電方法和對充電狀態(tài)的檢測方法與鎳鎘電池有很大的不同，但它們之間可以相互借REFLEXTM充電法的一個(gè)工作周期包括正向充電脈沖，反向瞬間放電脈沖，停充維持3個(gè)階段。

③ 變電流間歇充電法

      這種充電方法建立在恒流充電和脈沖充電的基礎上，如圖7所示。其特點(diǎn)是將恒流充電段改為限壓變電流間歇充電段。充電前期的各段采用變電流間歇充電的方法，保證加大充電電流，獲得絕大部分充電量。充電后期采用定電壓充電段，獲得過(guò)充電量，將電池恢復至完全充電態(tài)。通過(guò)間歇停充，使蓄電池經(jīng)化學(xué)反應產(chǎn)生的氧氣和氫氣有時(shí)間重新化合而被吸收掉，使濃差極化和歐姆極化自然而然地得到消除，從而減輕了蓄電池的內壓，使下一輪的恒流充電能夠更加順利地進(jìn)行，使蓄電池可以吸收更多的電量。

④ 變電壓間歇充電法

      在變電流間歇充電法的基礎上又有人提出了變電壓間歇充電法，如圖8所示。與變電流間歇充電方法不同之處在于第一階段的不是間歇恒流，而是間歇恒壓。在每個(gè)恒電壓充電階段，由于是恒壓充電，充電電流自然按照指數規律下降，符合電池電流可接受率隨著(zhù)充電的進(jìn)行逐漸下降的特點(diǎn)。

⑤ 變電壓變電流波浪式間歇正負零脈沖快速充電法

      綜合合脈沖充電法、ReflexTM快速充電法、變電流間歇充電法及變電壓間歇充電法的優(yōu)點(diǎn)，變電壓變電流波浪式正負零脈沖間歇快速充電法得到發(fā)展應用。

 

三、啟動(dòng)蓄電池使用方法和注意事項

 

1、蓄電池正確充電步驟

（1）手握插頭（不要用手拉電纜）斷開(kāi)蓄電池與柴油發(fā)電機間的電纜連接。

（2）充電前打開(kāi)蓄電池箱蓋，保持充電過(guò)程中蓄電池良好的通風(fēng)狀態(tài)，確保充電過(guò)程中產(chǎn)生的可燃性氣體順利排出。室內充電房要安裝排風(fēng)扇。

（3）抽查蓄電池電解液密度，放電終止時(shí)的電解液密度不低于1.130g/ml。如果低于上述指標表明蓄電池放電深超過(guò)80%，即過(guò)放點(diǎn)。過(guò)度放電會(huì )嚴重影響蓄電池壽命，應該引起操作者足夠的重視。

（4）檢測蓄電池電解液溫度，如果溫度高于45攝氏度要先使蓄電池冷卻后再進(jìn)行后續的充電操作。

（5）合上蓄電池注液塞蓋子，在充電過(guò)程中請保持蓄電池注液塞蓋子處于關(guān)閉狀態(tài)。

（6）連接蓄電池與充電機的電纜連接插頭，確保插接到位。對于已經(jīng)配備自動(dòng)加液系統的蓄電池，要確保水管的良好連接。

（7）閉合充電機的充電開(kāi)關(guān)，充電機開(kāi)始充電。

（8）充電結束后，首先關(guān)閉充電機的電源開(kāi)關(guān)，然后斷開(kāi)充電機和蓄電池電纜連接插頭。

（9）對于沒(méi)有配備自動(dòng)加液系統的蓄電池，充電結束后，使蓄電池靜置30分鐘，然后打開(kāi)注液塞，檢查蓄電池的液面高度。對于低于蓄電池液面標準的蓄電池單元，要補充符合標準要求的蒸餾水或去離子水，但補水后的液面不得高于最高標準液面。

（10）蓋上蓄電池注液塞蓋子，清潔蓄電池表面，連接蓄電池與柴油發(fā)電機的電纜插頭，整個(gè)充電過(guò)程結束。

2、蓄電池使用注意事項

（1）柴油發(fā)電機的啟動(dòng)系統蓄電池在使用時(shí)，應安裝牢固，接線(xiàn)卡子與蓄電池接線(xiàn)柱要接觸良好。為避免接線(xiàn)柱發(fā)生氧化現象，接線(xiàn)卡子與蓄電池接線(xiàn)柱緊固后，一般要在其外表涂一薄層黃油。

（2）蓄電池接線(xiàn)柱經(jīng)過(guò)長(cháng)期的磨損、燒損后，會(huì )使接線(xiàn)柱變細變小，導致卡子與接線(xiàn)柱接觸不良等故障現象，接線(xiàn)柱位置如圖3所示。接線(xiàn)柱的修理方法：首先做一個(gè)與接線(xiàn)柱大小相當的模型放在接線(xiàn)柱上，然后將鉛塊化成鉛水倒人模型內，過(guò)2分鐘后取下模型即可。

（3）蓄電池的接線(xiàn)柱一般都標有“+”或“-”若沒(méi)有標記時(shí)，可用萬(wàn)用表測量蓄電池的極性，不同的極柱形狀如圖4所示。檢查其方法是：將萬(wàn)用表的轉換開(kāi)關(guān)撥到直流電壓50v擋，然后用兩根表筆分別與蓄電池的兩個(gè)接線(xiàn)柱接觸，如果（普通指針式萬(wàn)用表）指針順時(shí)針轉動(dòng)，則紅表筆接觸的接線(xiàn)柱為正極；如果指針?lè )磿r(shí)針轉動(dòng)，則紅表筆接觸的接線(xiàn)柱為負極。若用數字式萬(wàn)用表測量的電壓值為正數，則說(shuō)明紅表筆接觸的接線(xiàn)柱為正極，黑表筆接觸的接線(xiàn)柱為負極。

（4）柴油發(fā)電機啟動(dòng)時(shí)間不允許超過(guò)10S以上，第二次啟動(dòng)的間隔時(shí)間一般要控制在1分鐘以上，因為蓄電池大電流連續放電時(shí)間過(guò)長(cháng)會(huì )使極板因過(guò)熱而變形，造成短路或活性物質(zhì)脫落而使蓄電池的容量降低。

（5）檢查密封蓋上的排氣孔，必須使其隨時(shí)保持暢通，防止堵塞造成蓄電池爆裂。

（6）要經(jīng)常保持蓄電池外部表面清潔，若有灰塵或酸液時(shí)，則應用蒸餾水或純凈水及時(shí)擦洗干凈。蓄電池因長(cháng)時(shí)間使用而使內部電解液缺少時(shí)，應及時(shí)向電池內部補加蒸餾水，防止極板露出液面而氧化，影響蓄電池的容量，切勿補加電解液或硫酸。

（7）柴油發(fā)電機在工作中由硅整流發(fā)電機及其調節器給蓄電池充電，但當柴油發(fā)電機長(cháng)時(shí)間不工作時(shí)，應定期開(kāi)動(dòng)柴油發(fā)電機給蓄電池充電或者用專(zhuān)門(mén)的充電機給蓄電池充電，新蓄電池應對其進(jìn)行初充電，以保證蓄電池處于良好的技術(shù)狀態(tài)。

 

圖3  蓄電池的接線(xiàn)柱檢查

圖4   啟動(dòng)蓄電池極柱測量方法

 

總結：

      正確連接充電器和蓄電池很重要。在連接時(shí)，應先將充電器插入電源插座，然后將充電器輸出端的正負極分別連接到蓄電池的正負極上。連接時(shí)要注意極性，不要將正負極連接反了，否則會(huì )導致充電器損壞或者電池短路。充電后要及時(shí)拔掉充電器，并將正負極拔掉。如果長(cháng)時(shí)間不使用蓄電池，應將電池放在干燥通風(fēng)的地方，避免電池自放電導致電池損壞。正確的蓄電池充電方法可以延長(cháng)電池壽命，提高電池使用效果。希望大家在使用蓄電池時(shí)能夠注意以上幾點(diǎn)，避免不必要的損失。

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