汽車蓄電池的維護(hù)與故障診斷

蓄電池結(jié)構(gòu)原理：蓄電池分為鉛酸蓄電池和鎳堿蓄電池2大類，我們車輛最常用的是鉛酸蓄電池類的免維護(hù)蓄電池，蓄電池在起動(dòng)時(shí)向起動(dòng)機(jī)和點(diǎn)火系統(tǒng)供電，用電設(shè)備過(guò)多，超過(guò)發(fā)電機(jī)供電能力時(shí)，向用電設(shè)備供電，吸收電路中的瞬時(shí)過(guò)電壓，保護(hù)用電設(shè)備。12V汽車蓄電池由6個(gè)單格蓄電池串聯(lián)而成，每個(gè)單格蓄電池標(biāo)稱2V。


圖1
充放電原理：蓄電池是一個(gè)化學(xué)電源，其充電和放電過(guò)程是一種可逆的化學(xué)反應(yīng)。
免維護(hù)蓄電池使用注意事項(xiàng)與故障維修診斷：
在使用過(guò)程中不注意保養(yǎng)維護(hù)，會(huì)導(dǎo)致蓄電池出現(xiàn)不可逆的損壞，因此，正確使用蓄電池會(huì)大大提高蓄電池的使用壽命。
蓄電池的維護(hù)注意事項(xiàng)：
1、經(jīng)常擦拭蓄電池表面，保持清潔，防止蓄電池極間短路；
2、檢查極線樁頭連接情況，緊固線夾，去除氧化層；
3、檢查通氣孔是否暢通，蓄電池表面是否清潔；
4、每次起動(dòng)時(shí)間不超過(guò)5S，連續(xù)起動(dòng)間隔時(shí)間大于15S；
5、長(zhǎng)期不使用車輛時(shí)，拆掉蓄電池負(fù)極接線，定期起動(dòng)車輛給蓄電池充電或使用充電機(jī)給蓄電池充電。
蓄電池故障類型：
1、極板硫化，蓄電池長(zhǎng)期處于充電、放電狀態(tài)，在極板上會(huì)生成一層白色的粗晶粒的硫酸鉛，在正常充電時(shí)，不能轉(zhuǎn)化為二氧化鉛和鉛，稱為“硫酸鉛硬化”簡(jiǎn)稱“硫化”，極板硫化的蓄電池的特征為，充電快，放電也快。
2、自放電，充足的蓄電池，放置不用而逐步失去電量，稱為自行放電，如果24小時(shí)自放電小于容量的2%，為正常自放電，24小時(shí)自行放電的損失大于容量2%，為自放電故障，故障產(chǎn)生的原因有，1）電解液中或極板材料中含有雜質(zhì)，不同材質(zhì)間形成電位差，引起局部放電；2）蓄電池蓋上有電解液，使正負(fù)極形成通路；3、）長(zhǎng)期不用，硫酸下沉，電解液上下濃度不等，形成電位差，引起放電；4）、極板上活性物質(zhì)脫落，沉積在殼體底部，造成極板之間短路。
3、極板活性物質(zhì)脫落，使蓄電池的容量下降，造成極板短路，引起自放電；
4、蓄電池內(nèi)部短路，格極板損壞或從極板上脫落大量活性物質(zhì)，沉積在蓄電池底部，造成蓄電池自放電；
蓄電池故障檢查診斷：
1、看外觀，觀察蓄電池表面是否有破損和電解液泄漏現(xiàn)象，蓄電池的兩側(cè)是否出現(xiàn)比較明顯的膨脹變形或出現(xiàn)鼓包的情況，觀察蓄電池樁頭四周圍是否有白色或綠色的類似粉末狀的氧化物；
2、測(cè)量電壓，通過(guò)蓄電池測(cè)量?jī)x或萬(wàn)用表來(lái)測(cè)量蓄電池的電壓。正常情況下，蓄電池的空載電壓在13伏左右，滿載電壓不會(huì)低于12伏。蓄電池電壓偏低，會(huì)出現(xiàn)車輛啟動(dòng)困難或無(wú)法啟動(dòng)的情況，如果蓄電池長(zhǎng)時(shí)間保持一個(gè)低電壓狀態(tài)，會(huì)導(dǎo)致不可逆損壞。還需要參考測(cè)量車輛發(fā)電機(jī)的發(fā)電量情況，一般里程數(shù)較高的車，發(fā)電機(jī)內(nèi)部的碳刷會(huì)變短，發(fā)電量有所下降，無(wú)法滿足電瓶的正常充電使用，這時(shí)則應(yīng)考慮更換發(fā)電機(jī)來(lái)解決電壓偏低的情況。
3、檢查車輛是否加裝電器，加裝的電器功率消耗會(huì)導(dǎo)致供電系統(tǒng)超負(fù)荷工作，損壞蓄電池。
4、檢查車輛是否有異常耗電情況，車輛存在暗電流也是導(dǎo)致蓄電池異常虧電的主要原因。
汽車的暗電指的是點(diǎn)火開關(guān)在ＯＦＦ的位置（汽車無(wú)工作狀態(tài)）時(shí)，電器不工作，所有模塊休眠后所消耗的電流。暗電流的大小直接關(guān)系到車輛蓄電池的存放時(shí)間長(zhǎng)短，在日常維修過(guò)程中，也常用測(cè)量整車暗電流方式排除蓄電池異常虧電原因。
常見的暗電流檢查方法有萬(wàn)用表串聯(lián)測(cè)量和毫安級(jí)電流鉗測(cè)量?jī)煞N，使用萬(wàn)用表測(cè)量暗電流方法：
1、發(fā)動(dòng)機(jī)熄火，點(diǎn)火開關(guān)至OFF檔，斷開蓄電池負(fù)極電纜；
2、萬(wàn)用表選擇電流檔（第一次測(cè)量量程建議先選擇大量程，如10A，20A，熟悉車輛暗電流數(shù)值和接線方法后，為了更高的測(cè)量精度，可以選擇毫安級(jí)量程），萬(wàn)用表負(fù)極測(cè)量線接蓄電池負(fù)極接線柱，正極測(cè)量線接蓄電池負(fù)極電纜端，確保接線牢固（測(cè)量表筆暫不接萬(wàn)用表），
3、將蓄電池負(fù)極電纜連接到蓄電池負(fù)極，緊固連接螺栓后，再將萬(wàn)用表表筆連接萬(wàn)用表插孔，這時(shí)暗電流顯示為零；
4、啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，使用車輛電器（包括多媒體導(dǎo)航、空調(diào)、燈光等，必要時(shí)行駛段距離，以便激活類似胎壓模塊這類控制器）；
5、發(fā)動(dòng)機(jī)熄火，鑰匙至OFF檔，遙控上鎖進(jìn)入防盜，靜置一定時(shí)間待各模塊休眠后（不同車模塊休眠時(shí)間不同），小心斷開蓄電池負(fù)極電纜，可測(cè)出整車暗電流，暗電流不大于10毫安屬于正常，如果大于10毫安，說(shuō)明汽車電路存在暗電流，這個(gè)時(shí)候需要參考車輛電路圖，逐一斷開各用電設(shè)備的保險(xiǎn)，剛才暗電流是否存在變化，如果斷電到某個(gè)電路保險(xiǎn)后，暗電流恢復(fù)正常值，需要對(duì)此電路進(jìn)行排查，找出電路異常耗電原因，排除故障。（圖2）蓄電池虧電處理方法：

圖2
1.免維護(hù)蓄電池虧電的常規(guī)判斷
（1）蓄電池開路端電壓低于12.5V即存在虧電現(xiàn)象一般將虧電現(xiàn)象分為：
a）輕微虧電：開路端電壓為12.0V～12.5V。
b）中度虧電:開路端電壓為10.5V～12.0V。(輕度硫化)
c）嚴(yán)重虧電:開路端電壓低于10.5V。(中度及嚴(yán)重硫化)
（2）蓄電池容量狀態(tài)顯示器(電眼)顯示的顏色呈白色（雙色球電眼）和黑色（單色球電眼）為虧電。
2.免維護(hù)蓄電池硫酸鹽化的現(xiàn)象分析
蓄電池長(zhǎng)期虧電易導(dǎo)致電池內(nèi)部極板硫酸鹽化，主要表現(xiàn)癥狀為：
（1）鉛蓄電池在充電過(guò)程中電壓上升的很快，其初期和終期電壓過(guò)高，終期充電電壓可達(dá)2.90V／單格左右。
（2）在放電過(guò)程中，電壓降低很快，即過(guò)早的降至終止電壓，所以其容量比其它電池顯著降低。
（3）充電時(shí)，電解液溫度上升的快，易超過(guò)45℃。
（4）充電時(shí)，電解液密度低于正常值，且充電時(shí)過(guò)早地發(fā)生氣泡。
（5）電池解剖時(shí)可發(fā)現(xiàn)極板的顏色和狀態(tài)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(diǎn)，負(fù)極板呈灰白色(正常為灰色)極板表面粗糙，觸摸時(shí)如同有砂粒的感覺，并且極板發(fā)硬。
（6）嚴(yán)重的硫酸鹽化，極板形成的硫酸鉛白色結(jié)晶體粗大，在一般情況下不能復(fù)原成活性物質(zhì)。
3.免維護(hù)蓄電池硫酸鹽化的產(chǎn)生原因分析
鉛蓄電池初充電不足或初充電中斷時(shí)間較長(zhǎng)。鉛蓄電池長(zhǎng)期充電不足。放電后未能及時(shí)充電。經(jīng)常過(guò)量放電或小電流深放電。電解液密度過(guò)高或者溫度過(guò)高，硫酸鉛將深入形成不易恢復(fù)。鉛酸蓄電池?cái)R置時(shí)間較長(zhǎng)，長(zhǎng)期不使用而未定期充電。內(nèi)部短路局部作用或電池表面水多造成漏電。電解液不純，自放電大。電池內(nèi)部電解液面低，使極板裸露部分硫酸化。
4.免維護(hù)蓄電池硫酸鹽化的處理方法
（1）過(guò)充電法。適用于硫酸鹽化不很嚴(yán)重的蓄電池。傾出電池中的電解液并立即加入純水，液面高出極板20mm左右，用0.1C20A進(jìn)行充電（C20電池額定容量值）。當(dāng)電壓上升到2.5伏/單格時(shí)，停充半小時(shí)，改用0.025C20A小流充數(shù)晝夜（100小時(shí)以上）一直到電壓、比重等穩(wěn)定不變，極板因色斑消失為止。停充電前1小時(shí)調(diào)整電解液密度為1.280g/cm3
（2）反復(fù)充電法。硫酸鹽化嚴(yán)重，容量?jī)H為正常電池一半。傾出電解液并立即加入純水，液面高出極板20mm左右，用0.1C20A電流充電，電壓升為2.5伏/單格時(shí)，停充半小時(shí)，改用0.05C20A電流充電充到有大氣泡時(shí)停充半小時(shí),改用0.05C20A充電到電壓、密度等穩(wěn)定不變，停充半小時(shí)，再通電時(shí)，電解液立即起沸騰現(xiàn)象，10分鐘左右電壓即上升到上次充電終了時(shí)的值，否則再停再充。
充好后的電池用0.05C20A電流放電,放電到電壓為1.80伏/單格時(shí)，停放靜置1~2小時(shí)再用0.05C20A電流充電，充好后再放電，如容量提高不多，自點(diǎn)又未消除時(shí)再充再放，反復(fù)連續(xù)進(jìn)行數(shù)晝夜，直到放電接近額定容量，白斑完全消除為止。
（3）水療法（反復(fù)充放電法）。適用于硫酸鹽化極為嚴(yán)重，容量已達(dá)不到額定容量一半的蓄電池。將電池放電至電壓為1.8伏/單格，（用10小時(shí)率電流）將電解液傾出，注入純水，液面高于極板20mm左右，靜置1~2左右，靜置1~2小時(shí)，用0.05C20A充電至電解液密度升至1.1~1.20g/cm3，改用0.02C20A充電至電解液密度不再上升，均勻冒出氣泡為止，用0.02C20A放電2小時(shí)，然后再用0.02C20A充電至均勻冒出氣泡，注意充入電量應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)放出電量，這樣反復(fù)數(shù)周或一個(gè)月，直到用0.05C20放電檢查達(dá)到額定容量的75%以上為止。
注意在充電過(guò)程中，電解液的溫度不得超過(guò)45℃，如果溫度超過(guò)40℃時(shí)，應(yīng)將電流減小，或暫進(jìn)停電，待電解液溫度降到35℃以下時(shí)才能進(jìn)行充電。如溫度仍降不下來(lái)，應(yīng)考慮電池內(nèi)部短路的故障，實(shí)際充入的總電量應(yīng)為額定容量的5倍以上充電機(jī)選擇：
目前市場(chǎng)上充電機(jī)種類繁多，質(zhì)量上參差不齊，選擇不當(dāng)會(huì)對(duì)蓄電池造成很大損傷甚至對(duì)維護(hù)人員造成安全隱患，為了給蓄電池更好的補(bǔ)充電，建議給免維護(hù)蓄電池補(bǔ)充電的充電機(jī)具有以下功能：
恒壓16V和限流25A的功能；
反極充電保護(hù)功能，否則錯(cuò)誤的連接受將電池極性充反。
我國(guó)是汽車消費(fèi)大國(guó)，蓄電池維護(hù)或使用不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致蓄電池不可逆損壞，造成資源浪費(fèi)，蓄電池的大量生產(chǎn)消耗還導(dǎo)致環(huán)境的日益惡化，正確理解蓄電池的維護(hù)和使用，能夠避免蓄電池人為使用損壞，維修人員掌握蓄電池故障檢修技能和要點(diǎn)，才能保證其良好的工作性能，延長(zhǎng)其使用壽命。 


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