詳細(xì)介紹蓄電池及蓄電池使用事項
一、蓄電池的類型
車用蓄電池常用鉛酸蓄電池,因其內(nèi)部添加的可流動的電解液(稀硫酸),又稱富液式蓄電池。其有標(biāo)準(zhǔn)型和免維護型。常見的標(biāo)準(zhǔn)型蓄電池需要定期維護,主要是補充蒸餾水(不是電解液或純凈水)。而免維護蓄電池因其內(nèi)部設(shè)計可以將蒸發(fā)的蒸餾水冷凝后重新流回蓄電池,因此可以不用補充蒸餾水。
除此以外,還有其它幾種蓄電池類型。比如AGM,其內(nèi)部正負(fù)極板之間使用玻璃纖維氈吸附電解液,因此電解液不能流動,也是免維護的一種。而GEL,凝膠蓄電池,是目前沃爾沃雙能源系統(tǒng)使用的蓄電池,極板之間的電解液類似于果凍樣的膏狀物,因此也不會流動,也屬于免維護蓄電池。
在蓄電池分析儀上我們可能還看到了SPIRAL類型的蓄電池,這種電池的結(jié)構(gòu)和我們常見的方型不同,它的極板是呈圓柱形螺旋排列的,類似干電池的形狀,也是AGM的一種。
一塊12伏的蓄電池,其內(nèi)部由6個單格電池串聯(lián)而成,每個單格電池的電壓為2.12伏。負(fù)極柱上通常標(biāo)有出廠充電日期。(如34/15,表示2015年第34周)。
二、蓄電池的充放電
蓄電池的充放電過程是化學(xué)能和電能相互轉(zhuǎn)換的過程。
蓄電池的正極板是氧化鉛,負(fù)極板是純鉛,電解液為稀硫酸(2/3的水和1/3的硫酸)。
放電時,電解液(稀硫酸)中的氧化硫和正負(fù)極板上的鉛反應(yīng)生成硫酸鉛,而電解液則因失去氧化硫而變成水,密度隨之降低。隨著放電過程的進行,電解液和極板中可反應(yīng)的硫酸和鉛的量減少,電量也隨之降低,直至完全不再反應(yīng),即電量耗盡。
充電過程與之相反,是一個還原過程。充電時,水被電解產(chǎn)生的氧將極板上的硫酸鉛還原成氧化鉛和純鉛,還原的氧化硫進入水中,形成硫酸,密度因此升高。隨著充電過程的進行,被還原的鉛越來越多,最后被全部還原,則意味著蓄電池充滿電。
因此,通過以上蓄電池充放電的原理,我們可以通過測量蓄電的電壓和電解液密度來判斷蓄電池的充電狀況。
一塊未充電的蓄電池,電解液密度為1.12g/cm³,即端電壓為11.75V。而完全充滿電的蓄電池,其端電壓為12.72伏。電解液密度為1.28 g/cm³。
密度和電壓之間的關(guān)系,可以用以下等式計算:
電解液密度(g/cm³) + 0.84 = 單格電池電壓(V)
因此,充滿電的蓄電池電壓為:
充電100% = (1.28 g/cm³+ 0.84) x 6個電池單元 = 12.72 V。
以上密度是在溫度為+25攝氏度時的情況。實際上,電解液的密度隨環(huán)境溫度的上升而下降,當(dāng)環(huán)境溫度高于30度時,其密度分別變成1.24 g/cm³ 和1.08 g/cm³ 。相應(yīng)的蓄電池端電壓為12.48 V和11.55 V。
三、蓄電池的容量和冷啟動電流
蓄電池的額定容量是在+25攝氏度的實驗值,其表示將充滿電的蓄電池放電到端電壓降到10.5伏時可放電的安時(Ah)數(shù)。多以20小時(h)容量表示。即將一塊電池以某一固定的電流放電20小時,端電壓降到10.5伏時,所得的放電安時數(shù)。
例如,170安時的容量,表示以8.5安的電流放電20小時所得的容量。
當(dāng)然,容量越大,放電時間越長,或者說相同的放電時間下放電電流就大。
冷啟動電流(CCA)是指在-18攝氏度的啟動條件下,端電壓下降到7.5伏時,蓄電池在10秒內(nèi)能提供的最大啟動電流。該值分兩次測量后取總和。數(shù)值越大,低溫啟動能力越強。
四、蓄電池的充電狀態(tài)SOC和健康狀態(tài)SOH
我們通常使用蓄電池的充電狀態(tài)SOC和蓄電池的健康狀態(tài)HOC來評估蓄電池的好壞。
充電狀態(tài)用%表示,完全充滿電的蓄電池,其充電狀態(tài)SOC為100%。
無論電池容量有多大,當(dāng)其充滿電時,其充電狀態(tài)均為100%。
健康狀態(tài)即意味著蓄電池的可用容量。也是%表示。性能完好的蓄電池,其健康狀態(tài)為100%,也就表明該蓄電池能夠儲存其標(biāo)定的額定值的電量。
而隨著蓄電池的使用,其健康狀態(tài)會逐漸下降。如果額定容量170Ah的蓄電池,SOH為100%時,能存儲170Ah的電量。當(dāng)其SOH下降到80%時,則只能存儲 136Ah(170x0.8)的電量。即便如此,如果充滿電,其SOC依然會顯示100%。
而對于一塊170Ah,健康狀態(tài)為75%,充電狀態(tài)為60%的蓄電池,其容量和可使用的電量是多少了?
其當(dāng)前的容量只有額定容量的:75% X 60% = 45%。
即,可使用的電量為:170 X 0.45 = 76.5 Ah
五、溫度對蓄電池的影響
我們常說的蓄電池容量,均是表示+25攝氏度時的額定值。而當(dāng)環(huán)境溫度下降到-18攝氏度時,蓄電池的容量將下降50%。溫度的降低同時會影響蓄電池的充電性能。即低溫下更不容易將蓄電池充滿電。
過度放電的蓄電池,因其電解液中水的含量增多,低溫下可能結(jié)冰。其結(jié)冰溫度大約在-7攝氏度。結(jié)冰的蓄電池不能充電。
低溫對蓄電池容量的影響會隨著溫度的升高而逐漸降低,因此不會永久損壞蓄電池。當(dāng)環(huán)境溫度上升后,其容量會逐步恢復(fù)。
當(dāng)溫度高于+55攝氏度時,電解液的消耗會加快,如果不及時補充,則會造成蓄電池的永久損壞。
六、蓄電池的損壞
蓄電池屬于消耗品。無論保養(yǎng)的多么到位,其最終會老化而需要更換。最常見的不可修復(fù)的損壞主要是以下2種。
1、分層。只有富液式蓄電池才有分層現(xiàn)象。長期不充電或過度放電,電解液在蓄電池底部沉積而產(chǎn)生分層現(xiàn)象,只有底部的電解液硫酸濃度較高,因此反應(yīng)面積減小。這種現(xiàn)象可以通過晃動蓄電池而有所改善。也可以使用增壓充電的方法進行中和。
2、硫化。和手機電池一樣,經(jīng)常性的將手機電池放到0再充電,其使用壽命會明顯縮短。而對于鉛酸蓄電池,過度放電和不及時充電,也會明顯縮短其使用壽命。其原因為深度放電后,極板上會形成一層硫酸鹽,如果及時過度充電,硫酸鹽會被還原而不影響電池壽命,但如果長時間不充電,硫酸鹽將形成晶體而附著到極板上,此時無論怎么充電也不能將晶體還原。該晶體的附著使得極板的可用反應(yīng)面積減少,因此使得電池容量下降。這種現(xiàn)象即為蓄電池的硫化。為避免硫化,應(yīng)每3周為蓄電池完全充電。
要了解的是,車上的發(fā)電機最好的情況下只能將電池充到90%到95%。
以上是蓄電池常見的內(nèi)部損壞,其它還包括缺液,漏液,極板變形等,均會造成如上所述的損壞。
七、蓄電池的維護
為最大程度的利用蓄電池,需要對蓄電池進行正確的維護。這些維護包括(不限于):
1、保持蓄電池清潔。
2、定期檢查蓄電池液,并及時補充到正確高度。
3、使用蓄電池分析儀檢查蓄電池狀況。
4、避免蓄電池高溫。
5、避免過度放電和長時間放置。
6、及時充電。
7、至少每3周進行一次補充充電。智能充電機可以實現(xiàn)蓄電池的補充充電,去硫充電等功能。
以上為正常維護的項目。除此之外,安裝蓄電池修復(fù)器也可以有效防止蓄電池硫化。















