新聞主題	柴油發(fā)電機啟動電池的維護與使用

 

摘要：蓄電池是柴油發(fā)電機組啟動系統(tǒng)中常見的電啟動配置，它可以通過充電來重復(fù)使用。但是，如果充電方法不正確，不僅會影響電池壽命，還可能導(dǎo)致安全問題。選擇合適的充電器非常重要。不同類型的蓄電池需要不同的充電器，因此在購買充電器時要注意選擇適合自己的蓄電池類型的充電器。同時，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，否則會影響充電效果和電池壽命。

 

一、蓄電池充電原理和過程

 

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蓄電池，使它恢復(fù)工作能力，這個過程稱為蓄電池充電，如圖1所示。蓄電池充電時，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，電流就通過里面的鉛板（有些電池不是鉛）電離溶液，這樣就將電能轉(zhuǎn)化為化學能；如果要使用，溶液就會轉(zhuǎn)化為電能通過電極輸送出去。這是原理上的描述，事實上，真實的情況十分復(fù)雜，可參考相關(guān)專業(yè)書籍。充電方法制度：常規(guī)充電制度是依據(jù)1940年前國際公認的經(jīng)驗法則設(shè)計的。其中最著名的就是“安培小時規(guī)則”：充電電流安培數(shù)，不應(yīng)超過蓄電池待充電的安時數(shù)。實際上，常規(guī)充電的速度被蓄電池在充電過程中的溫升和氣體的產(chǎn)生所限制。這個現(xiàn)象對蓄電池充電所必須的最短時間具有重要意義。

3、充電過程

      蓄電池在充電時（如圖2所示），應(yīng)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(yīng)根據(jù)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(shù)量進行選擇。

（1）初充電。

      初充電是指蓄電池在使用之前的首次充電。初充電的電流和時間應(yīng)嚴格按制造廠說明書中的規(guī)定執(zhí)行。在一般情況下，初充電的電流不宜過大。電流過大，會使電解液的溫度上升過高，損害極板與隔板，并影響活性物質(zhì)的形成過程。當環(huán)境溫度過高時，充電電流應(yīng)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(yīng)全面檢查單格蓄電池的電壓和電解液密度，液面低于規(guī)定標準時，應(yīng)及時添加蒸餾水后再進行充電。

      普通充電的電流要分兩個階段進行：第一階段的充電電流應(yīng)為蓄電池容量的1/10，歷時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，再按第階段的充電電流繼續(xù)充電。第二階段的充電電流應(yīng)為第一階段充電電流的1/2，歷時4~6h，當各個單格電池的電壓達到2.6~2.7V，并且在2h內(nèi)電解液的密度和電壓不再變化，并有大量的氣泡冒出時，說明蓄電池已充足電。

 

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(diào)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唵危捎陔姵氐目山邮茈娏髂芰κ请S著充電過程的進行而逐漸下降的，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間里保持恒定的數(shù)值，隨著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，其充電過程更接近于最佳充電曲線。用恒定電壓快速充電，由于充電初期蓄電池電動勢較低，充電電流很大，隨著充電的進行，電流將逐漸減少，因此，只需簡易控制系統(tǒng)。這種充電方法電解水很少，避免了蓄電池過充。但在充電初期電流過大，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，恒壓充電很少使用，只有在充電電源電壓低而電流大時采用。例如，汽車運行過程中，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(jié)合的快速充電方法，首先，以恒電流充電至預(yù)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(zhuǎn)換電壓就是第二階段的恒電壓。

（3）三階段充電法在充電開始和結(jié)束時采用恒電流充電，中間用恒電壓充電。當電流衰減到預(yù)定值時，由第二階段轉(zhuǎn)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(shù)充電接受曲線的限制，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間，如此循環(huán)，如圖5所示。充電脈沖使蓄電池充滿電量，而間歇期使蓄電池經(jīng)化學反應(yīng)產(chǎn)生的氧氣和氫氣有時間重新化合而被吸收掉，使?jié)獠顦O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(nèi)壓，使下一輪的恒流充電能夠更加順利地進行，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(yīng)時間，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(yīng)，因此，大大降低了蓄電池的快速充電的時間。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(chǔ)上，如圖7所示。其特點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，獲得過充電量，將電池恢復(fù)至完全充電態(tài)。通過間歇停充，使蓄電池經(jīng)化學反應(yīng)產(chǎn)生的氧氣和氫氣有時間重新化合而被吸收掉，使?jié)獠顦O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(nèi)壓，使下一輪的恒流充電能夠更加順利地進行，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(chǔ)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。在每個恒電壓充電階段，由于是恒壓充電，充電電流自然按照指數(shù)規(guī)律下降，符合電池電流可接受率隨著充電的進行逐漸下降的特點。

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，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(yīng)用。

 

三、啟動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）斷開蓄電池與柴油發(fā)電機間的電纜連接。

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

（3）抽查蓄電池電解液密度，放電終止時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80%，即過放點。過度放電會嚴重影響蓄電池壽命，應(yīng)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行后續(xù)的充電操作。

（5）合上蓄電池注液塞蓋子，在充電過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)配備自動加液系統(tǒng)的蓄電池，要確保水管的良好連接。

（7）閉合充電機的充電開關(guān)，充電機開始充電。

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

（9）對于沒有配備自動加液系統(tǒng)的蓄電池，充電結(jié)束后，使蓄電池靜置30分鐘，然后打開注液塞，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，整個充電過程結(jié)束。

2、蓄電池使用注意事項

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

（2）蓄電池接線柱經(jīng)過長期的磨損、燒損后，會使接線柱變細變小，導(dǎo)致卡子與接線柱接觸不良等故障現(xiàn)象，接線柱位置如圖3所示。接線柱的修理方法：首先做一個與接線柱大小相當?shù)哪Ｐ头旁诮泳€柱上，然后將鉛塊化成鉛水倒人模型內(nèi)，過2分鐘后取下模型即可。

（3）蓄電池的接線柱一般都標有“+”或“-”若沒有標記時，可用萬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：將萬用表的轉(zhuǎn)換開關(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接線柱接觸，如果（普通指針式萬用表）指針順時針轉(zhuǎn)動，則紅表筆接觸的接線柱為正極；如果指針反時針轉(zhuǎn)動，則紅表筆接觸的接線柱為負極。若用數(shù)字式萬用表測量的電壓值為正數(shù)，則說明紅表筆接觸的接線柱為正極，黑表筆接觸的接線柱為負極。

（4）柴油發(fā)電機啟動時間不允許超過10S以上，第二次啟動的間隔時間一般要控制在1分鐘以上，因為蓄電池大電流連續(xù)放電時間過長會使極板因過熱而變形，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，則應(yīng)用蒸餾水或純凈水及時擦洗干凈。蓄電池因長時間使用而使內(nèi)部電解液缺少時，應(yīng)及時向電池內(nèi)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(diào)節(jié)器給蓄電池充電，但當柴油發(fā)電機長時間不工作時，應(yīng)定期開動柴油發(fā)電機給蓄電池充電或者用專門的充電機給蓄電池充電，新蓄電池應(yīng)對其進行初充電，以保證蓄電池處于良好的技術(shù)狀態(tài)。

 

圖3  蓄電池的接線柱檢查

圖4   啟動蓄電池極柱測量方法

 

總結(jié)：

      正確連接充電器和蓄電池很重要。在連接時，應(yīng)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。連接時要注意極性，不要將正負極連接反了，否則會導(dǎo)致充電器損壞或者電池短路。充電后要及時拔掉充電器，并將正負極拔掉。如果長時間不使用蓄電池，應(yīng)將電池放在干燥通風的地方，避免電池自放電導(dǎo)致電池損壞。正確的蓄電池充電方法可以延長電池壽命，提高電池使用效果。希望大家在使用蓄電池時能夠注意以上幾點，避免不必要的損失。

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