蓄電池的使用與保養

www.guilinhy.com 來源：電動車商情　　　電動車商情網作者：俠名類別：電動車維修時間：2006-5-5 9

一、蓄電池的安裝蓄電池一般采用串聯方式使用，即一只蓄電池的正極與另一只蓄電池的負極相連，將所有蓄電池連在一起，最后余下正負接線端子與電動車對應接線相連，電動車的電機、控制器、儀表等是蓄電池的用電負載。電動車一般都有電池盒，從安裝位置分有斜杠式，后插式和底盤式安裝，其結構形狀可謂五花八門。每家電動車廠都各有特色。如圖電池盒一般用工程塑料制成，其強度較好，重量較輕，安裝方便。電池盒一般由底槽、上蓋(Guy)、蓄電池接觸點及充電插座、電車鎖等組成。底槽與上蓋(Guy)扣緊，并用自攻螺絲或螺栓緊固。電池盒是按蓄電池型號規格進行設計的，在整車設計時應考慮其良好的散熱性能。二、蓄電池的充電 “蓄電池不是用壞的而是充壞的”，這一說法絕非危言聳聽，蓄電池充電性能好壞對蓄電池的使用壽命和使用性能起著舉足輕重的作用，必須重視。 1、蓄電池對充電工藝的要求認識蓄電池對充電工藝的基本要求，是分析各種充電技術的基礎。蓄電池對充電的基本要求是：充電電流應小于或等于蓄電池可接收充電電流。否則，過剩的電流會使電解水液過快地消耗掉，產生以下危害：加大蓄電池的失水率，增加維護工作量，對于免維護電池，會造成蓄電池的早期失效；產生酸霧，造成環境污染，危害工人身體健康；使充電效率降低，造成能源的嚴重浪費。充電過程，是放電電化學反應的逆反應過程，如果充電電化學反應過程在理想的狀態下進行，這個過程應該是互為逆反應，即充入的電量與放出的電量應基本相等。但在嚴重析氣的狀態下，有效充電電化學反應過程消耗的電能達不到總電量的40%，即浪費電能60%以上。氣體的產生聚集在蓄電池多孔電極內部，減少了電解質與多孔電極的接觸面積，即充電電化學反應界面大幅度減小，使充電化學反應速度(Tempo)降低，充電十分困難，充電時間延長。嚴重的析氣會損害蓄電池：①大量氣體的產生對極板活性物有沖刷作用，使活性物質容易松軟和脫落。②在較高的極化電壓下，正極板的板柵會產生嚴重腐蝕，生成Pb02，這種腐蝕物與電化學生存的Pb02是完全不同的，是一種不可逆的氧化物，導電較差，并使板柵變形，脆裂，失去骨架和導電作用。因此在充電時應盡可能防止過充電。長期充電不足，未反應的活性物質會產生不可逆的高陽性的大顆粒PbS04晶粒(即不可逆硫酸鹽化)使蓄電池容量下降，內阻加大，充電難度加大，造成蓄電池早期損壞。因此，蓄電池要盡量保證充足電，防止不可逆硫酸鹽化。 2、充電頻次的選擇蓄電池充電深度對循環壽命影響很大，如圖所示，基本呈指數變化。這是由于正極活性物為Pb02，其結合牢度不高，放電時轉化成PbS04充電時又轉化成P，而P的體積遠比P體積大(其體積之比約為2:1)。因此，對正極板而言，活性物將會膨脹收縮反復進行，使其粒子之間的連接逐漸脫落，使蓄電池活性物失去放電特性成為“陽極泥”，使蓄電池性能下降，直至壽命終止。放電深度越深，膨脹收縮量越大，對活性物結合力破壞越大，壽命越短；反之則循環壽命越長。從理論上講蓄電池使用時應盡量避免深放電，應做到淺放勤充，前提是有特別匹配的充電器與之匹配。但是實際使用中，由于蓄電池充電受充電器性能和蓄電池本身的離散及充電習慣及充電速度(Tempo)影響，充電器的電壓均比較高，或多或少都存在過充電。特別是充電多數在夜間進行，時間一般在6-10小時，平均8小時左右，若是淺放電，其充電很快就會到達末期，這時充電效率變低，會產生過充電。過充電時間比較長，加上頻繁充電，就會使蓄電池壽命因充電受到較大影響。最理想的充電要求根據實際情況而定，要參考平時運行頻率、里程情況、蓄電池廠提供的說明，以及配套的充電器性能等參數制定充電頻次。按絕大多數用戶的情況，蓄電池以放電深度為50%-70%時充一次電最佳，這樣可使蓄電池壽命達到最佳效果。實際使用時可折算成騎行里程，在需要時充一次電。選用定時充電，也是一種較理想的充電方法。典型的充電時間如下表：放電深度（%）　　　　　充電時間（小時） 20　　　　　　　　　　　　　3 50　　　　　　　　　　　　　5 70　　　　　　　　　　　　　7 100　　　　　　　　　　　　7 3、溫度對充電的影響蓄電池在高溫季節運行，主要存在過充電的問題。蓄電池溫度增高時，各活性物質的活度增加，正極析氧電位一下降，負極析氧電位也下降(負值下降)，因此，充電時充電反應速度(Tempo)快，充電電流大，充電時需要的充電電壓較低。為防止過高的充電電壓，應盡量降低蓄電池溫度，保證良好散熱，防止在烈日暴曬后即充電，并應遠離熱源。蓄電池在低溫情況下，各活性物質活度降低，其電極上的P溶解變得困難，充電時消耗P后很難得到補充，所充電電流大幅度下降，正極板在-20℃時充電接受電流僅為常溫的70%，而負極充電受膨脹劑的影響，低溫充電接受能力更低-20℃的充電接受電流僅為常溫下的40%。因此，低溫條件下充電主要存在充電接受能力差、充電不足的問題，要求提高充電電壓和延長充電時間。改善低溫性能主要應從負極著手。低溫使用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，防止不可逆硫酸的產生，延長蓄電池的使用壽命。蓄電池的存儲和使用期間，可定期進行活化充電，即所謂的均衡充電，這對防止蓄電池不可逆硫酸鹽化非常有利，對蓄電池使用壽命很有好處，值得提倡。三、蓄電池的使用注意事項 1、防止過放電蓄電池放電到終止電壓后，繼續放電稱為過放電。過放電會嚴重損害蓄電池，對蓄電池的電氣性能及循環壽命極為不利。蓄電池放電到終止電壓時內阻較大，電解液濃度非常稀薄，特別是極板孔內及表面幾乎處于中性，過放電時內阻有發熱傾向，體積膨脹，放電電流較大時，明顯發熱(甚至出現發熱變形)，這時硫酸鉛濃度特別大，生存晶枝短路的可能性增大，況且此時硫酸鉛會結晶成較大顆粒，即形成不可逆硫酸鹽化，將進一步增大內阻，充電恢復能力很差，甚至無法修復。蓄電池使用時應防止過放電，采取“欠壓保護”是很有效的措施。另外，由于電動車“欠壓保護”是由控制器控制的，但控制器以外的其他一些設備如電壓表、指示燈等耗電電器是由蓄電池直接供電的，其電源的供給一般不受控制器控制，電動車鎖(開關)一旦合上就開始用電。雖然電流小，但若長時間放電(1-2周)就會出現過放電。因此，不得長時間開鎖，不用時應立即關掉。 2、防止過充電前面已經對過充電進行了闡述，過充電會加大蓄電池的水損失，會加速板柵腐蝕，活性物質軟化，會增加蓄電池變形的幾率。應盡量避免過充電的發生；選擇充電器參數要與蓄電池良好匹配，要充分了解蓄電池在高溫季節的運行狀況，以及整個使用壽命期間的變化情況。使用時不要將蓄電池置于過熱環境中，特別是充電時應遠離熱源。蓄電池受熱后要采取降溫措施，待蓄電池溫度恢復正常時方可進行充電。蓄電池的安裝位置應盡可能保證良好散熱，發現過熱時應停止充電，應對充電器和蓄電池進行檢查。蓄電池放電深度較淺時或環境溫度偏高時應縮短充電時間。 3、防止短路蓄電池在短路狀態時，其短路電流可達數百安培。短路接觸越牢，短路電流越大，因此所有連接部分都會產生大量熱量，在薄弱環節發熱量更大，會將連接處熔斷，產生短路現象。蓄電池局部可能產生可爆氣體(或充電時集存的可爆氣體)，在連接處熔斷時產生火花，會引起蓄電池爆炸；若蓄電池短路時間較短或電流不是特別大時，可能不會引起連接處熔斷現象，但短路仍會有過熱現象，會損壞連接條周圍的粘結劑，使其留下漏液等隱患。因此，蓄電池絕對不能有短路產生，在安裝或使用時應特別小心，所用工具應采取絕緣措施，連線時應先將電池以外的電器連好，經檢查無短路，最后連上蓄電池，布線規范應良好絕緣，防止重疊受壓產生破裂。 4、防止連接松動和不牢若接觸不牢，程度較輕，會發生導電不良，使其線路接觸部位發熱，線路損耗較大，輸出電壓偏低，影響電機功率，使行駛里程減少或不能正常騎行；若在接線端子部件接觸不牢(絕大多數故障是在接線端與連線接頭部位)，端子會大量發熱，影響端子與密封膠的結合，時間一長就會發生漏液“爬酸”現象。若在行駛過程或充電過程中出現接觸不牢，可能產生斷路，斷路時會產生強烈的火花，可能點爆蓄電池內部的可爆氣體（特別是剛充好電的蓄電池，因電池內可爆氣體較多，且蓄電池電量足，斷路時火花較強烈，爆炸的可能性相當大。）電動車在運行時要承受較為強烈的振動，因此，應對所有連接的可靠性進行考核，接插件應帶“自鎖”功能，防止振動和拉動時脫落，對與蓄電池接線片的連線應采取接插件，并用焊錫將其焊牢，接插件與連線應用壓接方式（也可壓接后再用焊錫焊一遍增加可靠性）。 5、防止在陽光(Sunbeam)下暴曬陽光(Sunbeam)下暴曬會使蓄電池溫度增高，蓄電池各活性物質的活度增加，影響蓄電池使用壽命。