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在啟動時,為啟動電機、點火系統、燃油噴射等提供輸入功率;②在發動機不運行或處于怠速時,向各種用電設備提供直流電源;③當用電設備過多,用電量超過發電機的供電能力時,協助發電機供電。由此可以看出,一旦蓄電池出現故障,整臺車輛將處于癱瘓狀態。
圖1:汽油發動機示意圖
目前民用汽車里應用最廣泛的是12V鉛酸蓄電池,在軍用領域如坦克、輪式步兵戰車、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對于用戶來說非常重要,維護工作做得好,蓄電池的壽命長,反之則短。要想掌握正確的蓄電池維護方法,最大限度的延長其使用壽命,了解蓄電池的失效模式是必要的。歸納起來,啟動型鉛酸蓄電池的失效模式主要表現為以下幾種:。
1.硫酸鹽化:
鉛酸蓄電池在正常使用時,正、負極板上的活性物質大部分轉變為小粒晶狀的硫酸鉛,在充電時很容易和電解液反應生成原來的PbO2和Pb。而如果使用不當,極板上的活性物質會生成粗而硬的硫酸鉛晶體,這種硫酸鉛體積大,導電性差,在正常充電時難以重新轉化為活性物質,這種現象稱為硫酸鹽化(簡稱硫化)。硫化的蓄電池具體表現為:①充電時,電壓上升很快,不能恢復到電池原有的儲電量;②充電時,電解液的密度低于正常值,且過早的產生氣泡;③在放電過程中,電壓下降很快,很快降至終止電壓;④電池解剖時,可發現極板的顏色和狀態不正常。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,負極板呈灰白色(正常為灰色),極板表面粗糙發硬。
圖2:極板硫化
以下幾種情況會導致極板硫化:
a)蓄電池長期充電不足或放電后擱置沒有及時充電;
b)蓄電池配套的電氣系統存在局部漏電,長期小電流放電到極低的電壓;
c)蓄電池內部電解液液面降低,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生在正極板,由于板柵腐蝕,強度降低,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,正極板活性物質失去了應有的強度,造成脫落,這種脫落往往是呈塊粒狀;③活性物質的減少,勢必造成電池的容量下降,循環壽命縮短。
造成極板腐蝕變形的原因包括:
a)經常過充電,使正極板柵處于陽極氧化的條件下;
b)電解液密度或溫度過高,加速正極板氧化腐蝕;
c)板柵合金制造工藝有問題,引起極板在充放電過程中不耐腐而變形。
3、活性物質脫落
鉛酸蓄電池在充放電過程中,極板的活性物質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,活性物質的脫落已是正常現象,但是在下列情況時,同樣造成極板的活性物質脫落。
a)充放電電流過大或長期過充過放;
b)充電時電解液溫度、密度過高;
c)極板的腐蝕變形。
圖3:活性物質脫落
4、內部短路
蓄電池正、負極板直接接觸或被其它導電物質搭接稱為短路。此故障的現象表現為:①開路電壓低,放電時很快達到終止電壓;②充電時,電壓上升相對緩慢;③充電時,電解液溫度上升很快,但密度上升很慢。
造成鉛酸蓄電池內部短路的原因主要有以下幾個方面:
a)隔板缺損或被刺穿,致使正、負極板虛接觸或直接接觸;
b)因脫落的活性物質沉積過多,導致正、負極板下部邊緣或側面邊緣與沉積物相互接觸而造成正負極板相連;
c)導電物體落入電池內造成正、負極板相連。
以上就是啟動型鉛酸蓄電池四種常見的失效模式。其中針對硫化的蓄電池,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儀LT-1201、數字脈沖充電器LC-1201、修復儀LR1204三種設備結合,可快速實現蓄電池的離線修復。在充電和修復過程中產生持續脈沖連續清除極板硫化結晶,對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效率。
圖4:充電、放電、修復設備
除了離線修復,DACEEN還提供在線修復產品。通過給啟動電池加裝專用保護器,可有效防止新的硫化產生,保證蓄電池持續穩定的輸出,延長蓄電池的使用壽命。
圖5:汽車專用電池保護器
當我們知道了啟動型鉛酸蓄電池的失效模式及其相應的修復措施,就能判斷蓄電池的健康狀態,做到防患于未然,以后不再讓蓄電池成為汽車前進的絆腳石!
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