新聞主題	柴油發電機啟動電池的維護與使用

 

摘要：蓄電池是柴油發電機組啟動系統中常見的電啟動配置，它可以通過充電來重復使用。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，電池負極與電源負極相聯，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，這樣就將電能轉化為化學能；如果要使用，溶液就會轉化為電能通過電極輸送出去。這是原理上的描述，事實上，真實的情況十分復雜，可參考相關專業書籍。充電方法制度：常規充電制度是依據1940年前國際公認的經驗法則設計的。其中最著名的就是“安培小時規則”：充電電流安培數，不應超過蓄電池待充電的安時數。實際上，常規充電的速度被蓄電池在充電過程中的溫升和氣體的產生所限制。這個現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。具體應根據康明斯發電機組使用充電機的技術性能和充電蓄電池的數量進行選擇。

（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嚴格按制造廠說明書中的規定執行。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，并影響活性物質的形成過程。當環境溫度過高時，充電電流應適當減小。

（2）普通充電。

      普通充電是指蓄電池使用后的再次充電。在充電前應全面檢查單格蓄電池的電壓和電解液密度，液面低于規定標準時，應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充電。第二階段的充電電流應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

      恒流充電法是用調整充電裝置輸出電壓或改變與蓄電池串聯電阻的方法，保持充電電流強度不變的充電方法。控制方法簡單，但由于電池的可接受電流能力是隨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。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合的快速充電方法，首先，以恒電流充電至預定的電壓值，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束時采用恒電流充電，中間用恒電壓充電。當電流衰減到預定值時，由第二階段轉換到第三階段。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充電接受曲線的限制，這也是蓄電池充電理論的新發展。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，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化學反應產生的氧氣和氫氣有時間重新化合而被吸收掉，使濃差極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

      這種技術是美國的一項專利技術，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，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，將電池恢復至完全充電態。通過間歇停充，使蓄電池經化學反應產生的氧氣和氫氣有時間重新化合而被吸收掉，使濃差極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規律下降，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展應用。

 

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，確保充電過程中產生的可燃性氣體順利排出。室內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閉狀態。

（6）連接蓄電池與充電機的電纜連接插頭，確保插接到位。對于已經配備自動加液系統的蓄電池，要確保水管的良好連接。

（7）閉合充電機的充電開關，充電機開始充電。

（8）充電結束后，首先關閉充電機的電源開關，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的蓄電池，充電結束后，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電機的電纜插頭，整個充電過程結束。

2、蓄電池使用注意事項

（1）柴油發電機的啟動系統蓄電池在使用時，應安裝牢固，接線卡子與蓄電池接線柱要接觸良好。為避免接線柱發生氧化現象，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）蓄電池接線柱經過長期的磨損、燒損后，會使接線柱變細變小，導致卡子與接線柱接觸不良等故障現象，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的模型放在接線柱上，然后將鉛塊化成鉛水倒人模型內，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：將萬用表的轉換開關撥到直流電壓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）指針順時針轉動，則紅表筆接觸的接線柱為正極；如果指針反時針轉動，則紅表筆接觸的接線柱為負極。若用數字式萬用表測量的電壓值為正數，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）要經常保持蓄電池外部表面清潔，若有灰塵或酸液時，則應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部電解液缺少時，應及時向電池內部補加蒸餾水，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）柴油發電機在工作中由硅整流發電機及其調節器給蓄電池充電，但當柴油發電機長時間不工作時，應定期開動柴油發電機給蓄電池充電或者用專門的充電機給蓄電池充電，新蓄電池應對其進行初充電，以保證蓄電池處于良好的技術狀態。

 

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：

      正確連接充電器和蓄電池很重要。在連接時，應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，應將電池放在干燥通風的地方，避免電池自放電導致電池損壞。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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