分享

车用蓄电池使用寿命缩短故障原因分析及消除

 星空文院 2016-03-24

  目前,大部分国产铅酸蓄电池正常的使用寿命一般为2年左右,有的也可似使用3—4年。
  
  不过,有些汽车蓄电池,特别是专业运输行业,城市公共交通行业,蓄电池只能使用8~16个月。下面从技术使用方面进行分析故障原因及消除方法:
  
  (1)使用中充电电压调整偏高
  
  我们已经知道,充电电压过低,会使蓄电池长期处于亏电状态,容易使负极板硫化;充电电压过高,会出现过充电现象,过充电将使水被电解产生氢气和氧气,氢气将使负极板上的活性物质易于脱落,氧气将腐蚀正极板板栅。过充电对蓄电池的寿命影响最大,是铅酸蓄电池寿命缩短的主要原因。在汽车上,充电电压就是发电机的端电压。因此,充电电压是由发电机的调节器来调整的。一般规定12V电系的充电电压为13.8~14.5V,24V电系的充电电压为27.6~29V,复季取接近规范的下限值,冬季取接近规范的上限值。可以从蓄电池的技术指标来判断充电电压调整得是否符合规范。首先从启动汽车时观察前照灯的亮度,或者测定电解液的密度大小,来判断蓄电池是否已经充足电。在蓄电池已经充足电的情况下,通过加蒸馏水的间隔时间,观察电解液液面的下降情况。在夏天,15~20天向电解液中加补一次蒸馏水;在冬天,45天加补一次蒸馏水,就可认为充电电压符合规范要求。
  
  在城市公共汽车、中巴、面的等车辆上使用的蓄电池,由于启动频繁,蓄电池多处于亏电状态,所以使用寿命较短。为了改善在这种条件下蓄电池的充电性能,可以适当提高充电电压。对于12V电系,发电机的端电压可以提高到14.5~15V.这只要调整调节器就可以做到。同时,还可以加强补充充电,采用相对密度为1.280以下的电解液。
  
  (2)电解液密度选择偏高
  
  电解液密度的高低,直接影响着蓄电池的性能、容量和寿命。例如,相对密度小于1.190(25℃)时,蓄电池的容量会显着下降,内阻也随之增大,在大电流放电的情况下,会出现蓄电池端电压迅速下降的现象,并且还会造成蓄电池在冬季容易被冻坏。相反,密度过高[如相对密度大于1.280(25C)]不但不会提高蓄电池的容量,反而会加速极板的硫化和自放电,加速极板和隔板的腐蚀,电解液的密度越大,其粘度也越大,从而增大了蓄电池的内阻。因此,既要减小蓄电池的粘度和内阻,以提高其容量,又要减少极板的腐蚀,延长其使用寿命,还要保证蓄电池冬季不冰冻,这就必须根据各种环境气候条件和使用条件,合理地选择电解液密度。没有结冰危险的地区,选用电解液相对密度为1.220—1.240,夏天取偏低值,冬天选偏高值,也可以全年不变;冬天最低温度在0~15C的地区,相对密度选用1.220—1.260,冬天一定要选取偏高值;冬天最低温度低于-15C的地区,电解液相对度选用1.240—1.280,夏天选偏低值,冬天选偏高值。

  (3)启动机的使用不合理。
  
  在启动汽车发动机的过程中,蓄电池向启动机的放电电流:汽油机在600A以内,柴油机在1000A以内。这样,大电流放电对蓄电池有较大的危害,特别在冬季危害就更大。
  
  在低温条件下,大电流放电容易产生一种非常细小的硫酸铅晶体附在极板的表面,形成一层较为严密的薄膜,将极板内层的活性物质覆盖起来,使极板内层的活性物质与电解液隔离开,因而加速了负极板的钝化,使蓄电池的内阻增加,容量下降。另外,在大电流放电过程中,一方面会因硫酸的扩散速度与离子的传递速度变慢造成蓄电池端电压迅速下降(浓差极化);另一方面,因为电化学反应的迟缓造成端电压下降(电化学极化)。放电电流越大,放电时间越长,浓差极化和电化学极化越严重,蓄电池的端电压和容量下降就越多。所以,合理使用启动机,改善启动性能,缩短启动时间,减小启动电流,也是延长蓄电池使用寿命的一个重要因素。
  
  冬季启动汽车之前,应先将发动机空摇几转,有条件的情况下加入热水以减少启动阻力矩和启动电流。启动时间一定要严格控制,每次启动的时间不得超过3~5s。如果第一次未能启动发动机,要暂停10s以上,再次启动。两次启动的间隙,可以给硫酸向活性物质孔隙内扩散提供较充足的时间,使蓄电池的电动势得以恢复。
  
  此外,蓄电池搭铁线的固定位置,必须按照规定紧固在汽车车架的搭铁点上,汽车维护时,要检查搭铁线连接是否牢固可靠,汽车车架经过检修后,连结搭铁线要先刮净油漆铁锈。如果将搭铁线随意搭接在其他位置,或者搭接在规定地方但没有刮净漆迹锈斑,没有接牢导线,不仅会增加启动电路电阻,还会使启动电流和启动力矩减小,引起启动困难。
  
  (4)充电设备输出波形好坏的影响
  
  目前的充电设备,越来越多的采用了硅整流装置和晶闸管变流装置,任何周期性的非正弦量,都可以按傅里叶级数分解为一个直流分量、基波正弦量和一系列频率为基波频率奇数倍的高次谐波正弦量之和。电力系统采用的是三相正弦电,要求电动势、电压和电流的波形为正弦波。
  
  目前表征电网供电质量的指标有3个:电压、频率和波形,波形若不是正弦波,将对用电设备造成不良的影响。由于半导体变流装置的大量使用,使高次谐波对交流电网的干扰,成为电力系统中影响电能质量的一个突出问题。硅整流装置将交流电整流为直流电,供蓄电池充电,晶闸管变流装置将交流电整流为可以控制的直流电,是比较理想的充电电源。但其自身又是一个谐波发生器,在整流后的直流侧含有高次谐波。而直流输出电压、电流波形的好坏对蓄电池的使用有一定的影响。
  
  国外有人作了一个试验,取两组额定容量都是100A -h的蓄电池,分别由两种直流电源给它们进行充电。一种是平滑的直流电(由直流发电机供给),充电电流调节为10A。
  
  另一种是由晶闸管单相半波充电机供给的可控整流的直流电,当充电电路中直流电流表指示出10A充电电流时,计算出晶闸管的导通角为22.5°,实测电流约有效值为32.6A。同时充电15h后,测量两组蓄电池的温差为5~7℃,由平滑直流电充电的蓄电池温度要低。可见,充电机输出直流电压与直流电流波形的好坏,直接影响蓄电池的温升。
  
  国际电工委员会IEC的TC21分委员会一加拿大委1979年就指出,充电电流中如果含有5~6%的脉动成分,就足以腐蚀极板,在高温季节会更严重。
  
  目前,正在研究高次谐波对蓄电池的影响,以及消除的方法,当采用硅整流装置以及晶闸管可控整流装置作为充电设备时,从消除高次谐波的角度来看,一是增加整流的相数,二是在直流电的输出端装设滤波器。这样,不仅可以抑制谐波的产生,而且可以滤除已产生的高次谐波干扰。


    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多