電池――電動車的動力之源、核心部件
其(qi)性能(neng)的好壞對整(zheng)個車(che)子的使用(yong)(yong)和壽(shou)命至(zhi)關重要(yao)。現在電(dian)(dian)動車(che)主要(yao)采用(yong)(yong)鉛酸蓄電(dian)(dian)池,關于“蓄電(dian)(dian)池不是(shi)用(yong)(yong)壞的而(er)是(shi)充壞的”決(jue)非(fei)危言聳聽,蓄電(dian)(dian)池充電(dian)(dian)性能(neng)好壞對蓄電(dian)(dian)池的使用(yong)(yong)壽(shou)命和使用(yong)(yong)性能(neng)起著(zhu)舉足輕重的作(zuo)用(yong)(yong),必須重視。其(qi)原因主要(yao)如下:
1、蓄電池的放電深度對蓄電池循環使用壽命影響很大,這是因為放電深度越深,電極膨脹收縮量越大,正極的活性物質脫落越多,從而失去放電特性,性能下降,直至壽命終止。所以蓄電池使用時應盡量避免深度放電,做到淺放勤充,一般情況應做到:蓄電池以放電深度為50%-70%時充一次電最佳。
2、蓄電池放電到終止電壓后,繼續放電(過放電)會嚴重損害蓄電池,這是因為此時極易形成不可逆硫酸鹽化,從而使充電恢復能力變差,甚至無法修復。所以蓄電池使用時應防止過放電,“欠壓保護”是有效的措施。“欠壓保護”措施是由電動車控制器控制的,但因電動車儀表和指示燈等耗電電器不受控制器控制,所以電動車鎖一旦合上就開始用電,雖然電流小,但若長時間放電,蓄電池就會出現過放電。因此,不得長時間開鎖,不用時應立即關掉。
3、充電電流應小于或等于蓄電池可以接受的充電電流,否則,過充電產生的過剩電流會使電解水液過快地消耗掉,并產生嚴重的析氣現象,時間長了將使充電變得十分困難,所以充電時因盡可能防止過充電。正規廠家生產的充電器可確保不對電池過充電。
4、鉛酸蓄電池尤其怕虧電放電,虧電電池放置3-7天,將有可能永久損壞,因此,蓄電池使用過后請盡快充電。對于長期不使用的電池,應每隔15天左右對電池充電一次,以補償電池存放時的自放電電量損失。
5、蓄電池在高溫季節運行,主要存在過充電的問題。因此,夏天應盡量降低蓄電池溫度,保證良好的散熱,防止在烈日暴曬后即充電,并應遠離熱源。在低溫情況下,充電主要存在充電接受能力差、充電不足造成電池虧電的問題。低溫時應采取保溫防凍措施,特別是充電時應放在溫暖的環境中,有利于保證充足電,防止不可逆硫酸鹽化的產生,延長蓄電池的使用壽命。
6、一(yi)般情況下,放電(dian)深度(du)較大(da)的蓄電(dian)池(chi)使用壽(shou)命在1年(nian)左右,放電(dian)深度(du)在50%-70%的蓄電(dian)池(chi)壽(shou)命在1年(nian)半左右。個(ge)別廠家生(sheng)產的蓄電(dian)池(chi)可以(yi)達(da)到2年(nian)以(yi)上。


蓄電池典型故障及對策
一、電池漏液
1、故障現象
常見的漏液現象:一是上蓋與底槽之間密封不好或因碰撞,封口膠開裂造成漏液;二是帽閥滲酸漏液;三是接線端處滲酸漏液;四是其他部位出現滲酸漏液。
2、故障的檢查和處理
先做(zuo)外觀檢查,找(zhao)出滲酸漏液(ye)(ye)部(bu)位。取開蓋片看帽閥(fa)周圍有(you)(you)無滲酸漏液(ye)(ye)痕跡(ji),再打開帽閥(fa)觀察電(dian)(dian)池(chi)(chi)內部(bu)有(you)(you)無流(liu)動(dong)(dong)的(de)電(dian)(dian)解液(ye)(ye)。完成了上(shang)述工作之后(hou)(hou),若仍未發現異常,應做(zuo)氣(qi)密性(xing)測試(放入(ru)水(shui)中(zhong)充氣(qi)加壓,觀察電(dian)(dian)池(chi)(chi)有(you)(you)無氣(qi)泡(pao)產(chan)生并冒出,有(you)(you)氣(qi)泡(pao)則說明有(you)(you)滲酸漏液(ye)(ye))。最(zui)后(hou)(hou)在(zai)充電(dian)(dian)過(guo)程中(zhong),觀察有(you)(you)無流(liu)動(dong)(dong)的(de)電(dian)(dian)解液(ye)(ye)產(chan)生,如果有(you)(you)則說明是生產(chan)的(de)原因。在(zai)充電(dian)(dian)過(guo)程中(zhong)如有(you)(you)流(liu)動(dong)(dong)的(de)電(dian)(dian)解液(ye)(ye)應將其抽盡。
二、電池充不進電
1、故障現象
首先檢查充電回路的連接是否可靠,檢查連線與插頭接觸是否完好,認真檢查插座和插頭是否有“打火”燒弧現象,有無線路損傷斷線等。 檢查電池充電器有無損壞,充電參數是否符合要求:即初期充電電流達到1.6-2.5A/只;最高充電電壓達到14.8-14.9V/只,充電浮充電轉換電流達0.3-0.4A/只,浮充電壓達到14.0-14.4V/只。
查看電池內部是否有干涸現象,即電池是否缺液嚴重。
還應檢查極板是否存在不可逆硫酸鹽化。極板的不可逆硫酸鹽化,可通過充放電測量其端電壓的變化來判定。在充電時,電池的電壓上升特別快,某些單格電壓特別高,超出正常值很多;放電時電壓下降特別快,電池不存電或存電很少。出現上述情況,可判斷電池出現不可逆硫酸鹽化。
2、故障的檢查和處理
先將充電回路連接牢固,充電器不正(zheng)常的(de)應更換。干涸的(de)電(dian)(dian)(dian)池(chi)應補加(jia)純水或(huo)1.050的(de)硫(liu)酸(suan)(suan),進(jin)(jin)行維(wei)護充(chong)電(dian)(dian)(dian)、放(fang)電(dian)(dian)(dian)恢(hui)復(fu)電(dian)(dian)(dian)池(chi)容量(liang)。如果(guo)(guo)發現有不可(ke)(ke)逆硫(liu)酸(suan)(suan)鹽(yan)(yan)化(hua),應進(jin)(jin)行均(jun)衡充(chong)電(dian)(dian)(dian)恢(hui)復(fu)容量(liang)。干涸的(de)電(dian)(dian)(dian)池(chi)加(jia)液(ye)后的(de)維(wei)護充(chong)電(dian)(dian)(dian),應控制最大(da)電(dian)(dian)(dian)流1.8A,充(chong)電(dian)(dian)(dian)10-15小(xiao)時,三只(zhi)電(dian)(dian)(dian)池(chi)的(de)電(dian)(dian)(dian)壓均(jun)在(zai)13.4V/只(zhi)以(yi)上為好。如果(guo)(guo)電(dian)(dian)(dian)池(chi)之間電(dian)(dian)(dian)壓差別超過0.3V,說明(ming)電(dian)(dian)(dian)池(chi)已(yi)經出現不同步的(de)不可(ke)(ke)逆硫(liu)酸(suan)(suan)鹽(yan)(yan)化(hua)。對于發生(sheng)不可(ke)(ke)逆硫(liu)酸(suan)(suan)鹽(yan)(yan)化(hua)的(de)電(dian)(dian)(dian)池(chi),需要更換整組電(dian)(dian)(dian)池(chi)或(huo)激活(huo)電(dian)(dian)(dian)池(chi)。

三、電池變形
1、故障現象
蓄電池變形不是突發的,往往是有一個過程的。蓄電池在充電到容量的80%左右進入高電壓充電區,這時,在正極板上先析出氧氣,氧氣通過隔板中的孔到達負極,在負極板上進行氧復活反應:
2Pb+O2=2PbO+熱量
PbO+H2SO4=PbSO4+H2O+熱量
反應時產生熱量,當充電容量達到90%時,氧氣發生速度增大,負極開始產生氫氣。大量氣體的增加使蓄電池內壓超過開閥壓,安全閥打開,氣體逸出,最終表現為失水。
2H2O=2H2↑+O2↑
隨著蓄電池循環次數的增加,水分逐漸減少,結果蓄電池出現如下情況:
(1)氧氣“通道”變得暢通,正極產生的氧氣很容易通過“通道”到達負極。
(2)熱容減小,在蓄電池中熱容最大的是水,水損失后,蓄電池熱容大大減小,產生的熱量使蓄電池溫度升高很快。
(3)由于失水后蓄電池中超細玻璃纖維隔板發生收縮現象,使之與正負極板的附著力變差,內阻增大,充放電過程中發熱量加大。經過上述過程,蓄電池內部產生的熱量只能經過電池槽散熱,如散熱量小于發熱量,即出現溫度上升現象。溫度上升,使蓄電池析氣過電位降低,析氣量增大,正極大量的氧氣通過“通道”,在負極表面反應,發出大量的熱量,使溫度快速上升,形成惡性循環,即所謂的“熱失控”,最終溫度達到80℃以上,即發生變形。
2、故障的檢查和處理
一組電池(3只)同時變形時,先做電壓檢查。如果電壓基本正常,還應測量單格電壓判斷是否短路,無短路則說明變形是過充電產生“熱失控”所致。應著重檢查充電器的充電參數。電壓偏高(高于44.7v以上)無過充電保護或涓流轉換點電流偏低者(不同合金板柵的蓄電池要求轉換電流不相同,一般說用鉛鈣錫鋁合金制作的板柵的蓄電池轉換電流較小,為0.025-0.03C2A;而鉛銻使金制作的板柵的蓄電池轉換電流較大為0.03-0.04C2A,要求更換充電器。
一組電池(3只)中只有1只或2只變形,有以下故障的可能性:一、是電池荷電不一致,充電時造成某些電池過充電引起變形。荷電不一致的原因,可能有短路單格存在,也可能用戶將電池試驗放電或自放電等;二、是某些電池出現極板不可逆硫酸鹽化,內阻增大,充電發熱變形;三、是某些電池連線時反極造成充電發熱變形。對未變形的電池檢查放電容量以及自放電特性,若無異常則不屬電池問題。
解決蓄電池變形的措施有:
保證不漏液的前提下盡可能多加液,以延長或避免“熱失控”的產生;
避免產生內部短路或微短路,及帶有微短路傾向;
使用過程中應防止過放電的發生,做到足電存放;
嚴格檢查充電器,不得有嚴重過充現象;
在高溫下充電(dian),必須(xu)保證蓄電(dian)池散熱良好。應采(cai)取降溫措施或減(jian)短充電(dian)時間的(de)方法,否則應停止充電(dian)。
四、新電池電壓降得快
1、故障現象
新電池裝車、起動時電壓降得快。
2、故障的檢查和處理
檢查儀表顯示電壓與電池容量是否相符。
儀表顯示的電壓與電池容量關系不符合上表時,應要求廠家調整。 檢查蓄電池連接線是否可靠,有無短路和連接不可靠等。有則排除之。
檢(jian)查(cha)電(dian)(dian)動車起(qi)(qi)動和運行電(dian)(dian)流(liu)是否過大(da),若(ruo)是過大(da)(起(qi)(qi)動電(dian)(dian)流(liu)在15A以上,運行時(shi)的電(dian)(dian)流(liu)6A以上)應(ying)調整(zheng)控制(zhi)器限流(liu)值或(huo)對(dui)電(dian)(dian)機進行檢(jian)查(cha)修理。 檢(jian)查(cha)蓄電(dian)(dian)池(chi)容量(liang)是否偏(pian)低,若(ruo)是偏(pian)低,應(ying)對(dui)電(dian)(dian)池(chi)進行充放(fang)電(dian)(dian)。
五、電池極板不可逆硫酸鹽化
1、故障現象
極板硫酸鹽化是蓄電池常見的故障,許多蓄電池失效也是因這一故障而發生的。極板硫酸鹽化主要表現為:充電時電壓很快上升,過早析出氣體,溫度上升快;放電時電壓下降快,容量小。
2、故障的檢查和處理 產生極板不可逆硫酸鹽化原因歸結如下:
(1)存放時間過長,自放電率高,未對其進行維護充電。
(2)放電后未對其進行及時充電。
(3)長時間處于欠充電狀態。
(4)過放電。
(5)干涸或加入的電解液濃度過高。
蓄電池產生不可逆硫酸鹽化時,應根據其程度的輕重進行修復。
鹽化較輕者,對其進行一般的活化充電(即均衡充電),就可以恢復正常。具體方法如下:
恒壓限流充電:第一階段0.18C2A充電到2.7V/單格充電12-24小時。
恒流電第一階段:0.18C2A充電到2.4V/單格,第二階段:0.05C2A充電5-12小時。
鹽化較重者,需要對其(qi)進行“水療法”充放(fang)電(dian)才能恢(hui)(hui)復(fu)正常。具(ju)體方法為:先對蓄(xu)電(dian)池(chi)補加入純(chun)水或密度為1.05g/cm3稀硫酸到(dao)富液(ye)狀態,再(zai)以(yi)0.05-0.018C2A的(de)電(dian)流充電(dian)20小時左右,抽盡流動液(ye),再(zai)作(zuo)容(rong)(rong)量試(shi)驗。反復(fu)上(shang)述(shu)操作(zuo),直到(dao)電(dian)池(chi)容(rong)(rong)量恢(hui)(hui)復(fu)。
六、電池組出現“不均衡”
1、故障現象
串聯蓄電池組的均衡性是一個世界性的難題,使用過程中總會有“落后”蓄電池存在。其原因是多種多樣的,有生產原因,也有原材料的原因和使用的原因等。
2、故障的檢查和處理
首(shou)先(xian)(xian)將電(dian)(dian)(dian)池(chi)進行一般性的(de)(de)維護充(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian),然后(hou)(hou)用2小時(shi)(shi)率電(dian)(dian)(dian)流放(fang)(fang)電(dian)(dian)(dian)。放(fang)(fang)電(dian)(dian)(dian)過(guo)程中(zhong)(zhong)不斷地測量電(dian)(dian)(dian)池(chi)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)壓,將放(fang)(fang)電(dian)(dian)(dian)容量不足的(de)(de)“落后(hou)(hou)”電(dian)(dian)(dian)池(chi)選出來給予(yu)處(chu)理(li)。先(xian)(xian)補加1.050的(de)(de)稀硫酸(suan)至剛好看到(dao)(dao)有流動電(dian)(dian)(dian)解液出現,再繼(ji)續充(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)12-15小時(shi)(shi)。充(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)時(shi)(shi)注意(yi)電(dian)(dian)(dian)池(chi)的(de)(de)溫度不要(yao)超(chao)過(guo)500C。充(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)結束(shu)后(hou)(hou),靜置(zhi)0.5-4小時(shi)(shi),重(zhong)作(zuo)2小時(shi)(shi)率放(fang)(fang)電(dian)(dian)(dian)。放(fang)(fang)電(dian)(dian)(dian)過(guo)程中(zhong)(zhong),測量單格電(dian)(dian)(dian)壓的(de)(de)數值(zhi),若放(fang)(fang)電(dian)(dian)(dian)時(shi)(shi)間(jian)達不到(dao)(dao)標準或(huo)者單格電(dian)(dian)(dian)壓到(dao)(dao)了(le)1.6V,放(fang)(fang)電(dian)(dian)(dian)時(shi)(shi)間(jian)與正常單格電(dian)(dian)(dian)池(chi)相差(cha)(cha)較大者(出廠三個月(yue)相差(cha)(cha)5分鐘(zhong)以(yi)(yi)上,6個月(yue)相差(cha)(cha)8分鐘(zhong)以(yi)(yi)上,9個月(yue)相差(cha)(cha)10分鐘(zhong)以(yi)(yi)上,13個月(yue)相差(cha)(cha)15分鐘(zhong)以(yi)(yi)上),則(ze)還(huan)需重(zhong)復上述充(chong)(chong)放(fang)(fang)電(dian)(dian)(dian)程序操作(zuo),直(zhi)到(dao)(dao)符合要(yao)求為(wei)止。
七、過充電修復
過充電往往需要大電流和高電壓,而大電流和高電壓都會形成強烈的副反應而損傷電池的正極板,還會形成電池的失水。如何實現過充電修復呢? 現在找到了一種非常行之有效的方法――脈沖的方法。 其基本原理如下:
采用高電壓,大電流的脈沖克服電池的多種原因形成的電池接受能力的下降,由于是采用脈沖形式的,在大電流脈沖消逝以后,通過電池本身的(或者外加的條件)去極化能力,而不形成嚴重的副反應。
由于這種脈沖過充電(dian)修復的方法的誕生,使得(de)無損傷(shang)的過充電(dian)得(de)以實現,這樣的充電(dian)器獲得(de)了(le)極好的效果,經(jing)過數(shu)年的驗證試驗證明(ming),這種方法大大延長了(le)鉛酸蓄電(dian)池的循環壽命。