鉛酸蓄電池是車輛底盤非常重要的部件之一,它的主要作用為:①在啟動(dòng)時(shí),為啟動(dòng)電機(jī)、點(diǎn)火系統(tǒng)、燃油噴射等提供輸入功率;②在發(fā)動(dòng)機(jī)不運(yùn)行或處于怠速時(shí),向各種用電設(shè)備提供直流電源;③當(dāng)用電設(shè)備過(guò)多,用電量超過(guò)發(fā)電機(jī)的供電能力時(shí),協(xié)助發(fā)電機(jī)供電。由此可以看出,一旦蓄電池出現(xiàn)故障,整臺(tái)車輛將處于癱瘓狀態(tài)。
圖1:汽油發(fā)動(dòng)機(jī)示意圖
目前民用汽車?yán)飸?yīng)用最廣泛的是12V鉛酸蓄電池,在軍用領(lǐng)域如坦克、輪式步兵戰(zhàn)車、自行火炮等裝備上,24V蓄電池也有涉及。鉛酸蓄電池的日常維護(hù)對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)非常重要,維護(hù)工作做得好,蓄電池的壽命長(zhǎng),反之則短。要想掌握正確的蓄電池維護(hù)方法,最大限度的延長(zhǎng)其使用壽命,了解蓄電池的失效模式是必要的。歸納起來(lái),啟動(dòng)型鉛酸蓄電池的失效模式主要表現(xiàn)為以下幾種:。
1.硫酸鹽化:
鉛酸蓄電池在正常使用時(shí),正、負(fù)極板上的活性物質(zhì)大部分轉(zhuǎn)變?yōu)樾×>畹牧蛩徙U,在充電時(shí)很容易和電解液反應(yīng)生成原來(lái)的PbO2和Pb。而如果使用不當(dāng),極板上的活性物質(zhì)會(huì)生成粗而硬的硫酸鉛晶體,這種硫酸鉛體積大,導(dǎo)電性差,在正常充電時(shí)難以重新轉(zhuǎn)化為活性物質(zhì),這種現(xiàn)象稱為硫酸鹽化(簡(jiǎn)稱硫化)。硫化的蓄電池具體表現(xiàn)為:①充電時(shí),電壓上升很快,不能恢復(fù)到電池原有的儲(chǔ)電量;②充電時(shí),電解液的密度低于正常值,且過(guò)早的產(chǎn)生氣泡;③在放電過(guò)程中,電壓下降很快,很快降至終止電壓;④電池解剖時(shí),可發(fā)現(xiàn)極板的顏色和狀態(tài)不正常。正極板呈淺褐色(正常為深褐色),極板表面有白色硫酸鉛斑點(diǎn),負(fù)極板呈灰白色(正常為灰色),極板表面粗糙發(fā)硬。
圖2:極板硫化
以下幾種情況會(huì)導(dǎo)致極板硫化:
a)蓄電池長(zhǎng)期充電不足或放電后擱置沒(méi)有及時(shí)充電;
b)蓄電池配套的電氣系統(tǒng)存在局部漏電,長(zhǎng)期小電流放電到極低的電壓;
c)蓄電池內(nèi)部電解液液面降低,使極板裸露部分硫化。
2、極板腐蝕變形:
極板腐蝕和變形主要發(fā)生在正極板,由于板柵腐蝕,強(qiáng)度降低,造成極板變形,甚至斷裂。極板腐蝕和變形的特征有:①電解液混濁,極板呈腐爛狀;②由于板柵受到腐蝕,正極板活性物質(zhì)失去了應(yīng)有的強(qiáng)度,造成脫落,這種脫落往往是呈塊粒狀;③活性物質(zhì)的減少,勢(shì)必造成電池的容量下降,循環(huán)壽命縮短。
造成極板腐蝕變形的原因包括:
a)經(jīng)常過(guò)充電,使正極板柵處于陽(yáng)極氧化的條件下;
b)電解液密度或溫度過(guò)高,加速正極板氧化腐蝕;
c)板柵合金制造工藝有問(wèn)題,引起極板在充放電過(guò)程中不耐腐而變形。
3、活性物質(zhì)脫落
鉛酸蓄電池在充放電過(guò)程中,極板的活性物質(zhì)因漸漸變得疏松而脫落,主要特征是在電解液中有沉淀物,電池容量下降。電池的使用壽命接近終止時(shí),活性物質(zhì)的脫落已是正?,F(xiàn)象,但是在下列情況時(shí),同樣造成極板的活性物質(zhì)脫落。
a)充放電電流過(guò)大或長(zhǎng)期過(guò)充過(guò)放;
b)充電時(shí)電解液溫度、密度過(guò)高;
c)極板的腐蝕變形。
圖3:活性物質(zhì)脫落
4、內(nèi)部短路
蓄電池正、負(fù)極板直接接觸或被其它導(dǎo)電物質(zhì)搭接稱為短路。此故障的現(xiàn)象表現(xiàn)為:①開(kāi)路電壓低,放電時(shí)很快達(dá)到終止電壓;②充電時(shí),電壓上升相對(duì)緩慢;③充電時(shí),電解液溫度上升很快,但密度上升很慢。
造成鉛酸蓄電池內(nèi)部短路的原因主要有以下幾個(gè)方面:
a)隔板缺損或被刺穿,致使正、負(fù)極板虛接觸或直接接觸;
b)因脫落的活性物質(zhì)沉積過(guò)多,導(dǎo)致正、負(fù)極板下部邊緣或側(cè)面邊緣與沉積物相互接觸而造成正負(fù)極板相連;
c)導(dǎo)電物體落入電池內(nèi)造成正、負(fù)極板相連。
以上就是啟動(dòng)型鉛酸蓄電池四種常見(jiàn)的失效模式。其中針對(duì)硫化的蓄電池,北京大城綠川(DACEEN)提供了一體化的解決方案,有離線和在線兩種方式。采用鉛酸蓄電池容量檢測(cè)儀LT-1201、數(shù)字脈沖充電器LC-1201、修復(fù)儀LR1204三種設(shè)備結(jié)合,可快速實(shí)現(xiàn)蓄電池的離線修復(fù)。在充電和修復(fù)過(guò)程中產(chǎn)生持續(xù)脈沖連續(xù)清除極板硫化結(jié)晶,對(duì)于不同容量的蓄電池選擇合適的檔位,可最大程度提高蓄電池的修復(fù)效率。
圖4:充電、放電、修復(fù)設(shè)備
除了離線修復(fù),DACEEN還提供在線修復(fù)產(chǎn)品。通過(guò)給啟動(dòng)電池加裝專用保護(hù)器,可有效防止新的硫化產(chǎn)生,保證蓄電池持續(xù)穩(wěn)定的輸出,延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命。
圖5:汽車專用電池保護(hù)器
當(dāng)我們知道了啟動(dòng)型鉛酸蓄電池的失效模式及其相應(yīng)的修復(fù)措施,就能判斷蓄電池的健康狀態(tài),做到防患于未然,以后不再讓蓄電池成為汽車前進(jìn)的絆腳石!
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