起動(dòng)型蓄電池常見故障分析與預(yù)防

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）日而日起動(dòng)型蓄電池常見故障分析與預(yù)防題目：副 標(biāo) 題： 學(xué)生姓名：所在院系、專業(yè)：班級：指導(dǎo)教師：日期：2015年6月摘要起動(dòng)型蓄電池是給汽車瞬間提供大電流的裝置。本文簡要概述了蓄電池的功用、組 成、蓄電池的使用維護(hù)和一些基本故障。并通過案例討論了蓄電池的故障診斷與檢修的 方法。關(guān)鍵詞：蓄電池；結(jié)構(gòu)；故障；維護(hù)；預(yù)防i目錄目錄摘要i目錄i1、蓄電池的功用與組成 11.1 蓄電池的功用 11.2 鉛酸蓄電池的組成 12、蓄電池的充電方法 12.1 定流充電12.2 定壓充電22.3 脈沖快速充電23、蓄電池的使用和維護(hù) 23.1 蓄電池的維護(hù)23.2 蓄電池的技術(shù)狀況的檢查 23

2、.3 電解液的高度檢查 23.4 蓄電池單格電壓的測量 33.4.1 單格外露式蓄電池單格電壓的測量 33.4.2 單格鏈條不外露式蓄電池端電壓的測量 34、 蓄電池的常見故障分析與預(yù)防 44.1 自行放電44.1.1 故障現(xiàn)象44.1.2 故障原因44.1.3 故障排除 44.2 極板硫化44.2.1 故障現(xiàn)象44.2.2 故障原因44.2.3 故障排除54.3 活性物質(zhì)脫落 54.3.1 故障現(xiàn)象 54.3.2 故障原因54.3.3 故障排除64.4 容量減小64.4.1 故障現(xiàn)象64.4.2 故障原因64.4.3 故障排除64.5 蓄電池充不進(jìn)電 64.5.1 故障現(xiàn)象64.5.2 故障

3、原因64.5.3 故障排除64.6 極板短路74.6.1 故障現(xiàn)象74.6.2 故障原因74.6.3 故障排除74.7 極板拱曲74.7.1 故障現(xiàn)象 74.7.2 故障原因74.7.3 故障排除74.8 不可逆硫酸鹽化 74.8.1 故障現(xiàn)象 74.8.2 故障原因74.8.3 故障排除85、 故障案例8小結(jié)8致謝9參考文獻(xiàn)10ii起動(dòng)型蓄電池常見故障分析與預(yù)防1、蓄電池的功用與組成汽車蓄電池可分為：鉛酸電池、鍥氫電池、鍥鎘電池、鋰離子電池、鋰聚合物電池 等。起動(dòng)型蓄電池是可以瞬間提供大電流的蓄電池，具特點(diǎn)是內(nèi)阻小端電壓穩(wěn)定。主要 用于汽車、摩托車、拖拉機(jī)、柴油機(jī)等起動(dòng)和照明。1.1 蓄電池

4、的功用(1)在啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，給啟動(dòng)機(jī)和點(diǎn)火系統(tǒng)供電。(2)當(dāng)發(fā)電機(jī)不發(fā)電或者電壓低于工作電壓時(shí)給用電設(shè)備供電。(3)在發(fā)電機(jī)超載時(shí)，會(huì)協(xié)助發(fā)電機(jī)供電，保證正常工作。(4)當(dāng)發(fā)電機(jī)端的電壓高于蓄電池電壓時(shí)，會(huì)把多余的電能儲(chǔ)存起來(5)大電容器作用，能夠吸收發(fā)電機(jī)和電路中形成的過電壓。1.2 鉛酸蓄電池的組成鉛酸蓄電池的基本單元是單體電池(battery cell),每個(gè)單體電池都是由正極板， 負(fù)極板和隔板組成的。每個(gè)單體電池的基本電壓為2v,將很多單體電池按要求組合起來, 裝置在不同的塑料外殼中，就可以獲得不同種的蓄電池。鉛酸蓄電池總成經(jīng)過灌裝電解 液和充電后，就可以從鉛酸蓄電池的接線柱上引出電

5、流。(如圖1所示)圖1鉛酸蓄電池結(jié)構(gòu)1-排氣栓2-負(fù)極柱3-電池蓋4-穿壁連接5-匯流條6-整體槽7-負(fù)極板8-隔板9-正極板2、蓄電池的充電方法蓄電池的充電方法有定流充電、定壓充電、脈沖快速充電等。2.1 定流充電充電過程中，充電電流保持恒定的充電方法，稱之為定流充電。其特點(diǎn)如下(1)充電過程中，充電電流保持不變，電壓隨時(shí)變化。(2) 充電電流的大小是根據(jù)蓄電池的充電類型和蓄電池的容量來確定。(3) 不同端電壓的蓄電池也可以用聯(lián)充電。(4) 充電的時(shí)間長。2.2 定壓充電充電過程中，加在蓄電池兩端的電壓保持不變，稱之為定壓充電。其特點(diǎn)如下。(1) 在蓄電池充電過程中，電壓保持不變，電流變化。

6、(2) 充電的電壓選擇：單格電池的充電電壓一般選擇為2.5v。缺點(diǎn)是只能是基本充足。例如汽車發(fā)電機(jī)給蓄電池的充電方法就是定壓充電。2.3 脈沖快速充電脈沖快速充電的特點(diǎn)如下。(1)充電效率高，時(shí)間短。(2)可以加大蓄電池的容量。(3)去硫化效果好。(4)充電過程中會(huì)產(chǎn)生大量的氣泡，容易使活性物質(zhì)脫落，會(huì)使蓄電池的使用壽命 下降。3、蓄電池的使用和維護(hù)3.1 蓄電池的維護(hù)(1) 要保持蓄電池殼體的清潔，要及時(shí)的清理蓄電池表面的氧化物，同時(shí)要檢查蓄電池兩極的電纜線是否牢固。(2)要保持加液口蓋上透氣孔的疏通，定期清理。(3)檢查蓄電池電解液的高度，當(dāng)電解液高度低于規(guī)定值時(shí)需加注蒸儲(chǔ)水。(4)當(dāng)汽車

7、行駛1000km或者行駛10天左右時(shí)，應(yīng)當(dāng)檢查一次蓄電池的放電程度。在冬季超過50%者夏季超過25%寸，則說明蓄電池電量不足，需要及時(shí)給蓄電池充電。(5)要根據(jù)季節(jié)，和各地區(qū)的環(huán)境情況調(diào)整蓄電池的電解液密度。(6) 冬天加電解液必須要在充電過程中進(jìn)行，防止電解液和蒸儲(chǔ)水混合不均勻造成結(jié)冰。(7) 冬季蓄電池要經(jīng)常保持充足電狀態(tài),防止蓄電池電解液密度過低而結(jié)冰。3.2蓄電池的技術(shù)狀況的檢查蓄電池的技術(shù)狀況檢查包括殼體檢查，蓄電池電解液的液面高度和密度檢查，蓄電 池端電壓的檢查，以及蓄電池的放電程度檢查。(1 )檢查蓄電池表面是否有損壞變形漏液現(xiàn)象，蓄電池兩端極柱是否損壞，如有需 修理或更換。(2

8、)清理蓄電池表面，清除蓄電池電極柱上的氧化物，同時(shí)在表面涂上一層潤滑脂c(3)疏通蓄電池加液口蓋上的通氣口。3.3電解液的高度檢查汽車每行駛1000km或者行駛10天左右，就應(yīng)該檢查蓄電池電解液的液面高度。(1)玻璃試管測量法：將試管插至蓄電池單格內(nèi)極板的上平面上，用拇指按住試管上部，使試管口密封后提起試管，試管中電解液的高度就是蓄電池電解液的高度。(如圖2所示)。正常高度為1015mm低于10mm寸應(yīng)加入蒸儲(chǔ)水并使其達(dá)到正常值。(2)液面高度示線觀察法：觀察蓄電池上的兩條指示線(如圖3所示)，當(dāng)電解液不在兩條指示線之間時(shí)應(yīng)當(dāng)調(diào)整到正常值。(3)圖標(biāo)標(biāo)記觀察法：一些蓄電池的加液孔蓋或蓄電池殼體

9、上，都會(huì)有各種圖標(biāo)標(biāo) 記和說明，可以根據(jù)圖示形狀或者顏色變化來判斷蓄電池電解液的高度。圖2玻璃試管測量法圖3蓄電池指示線3.4蓄電池單格電壓的測量3.4.1 單格外露式蓄電池單格電壓的測量單格外露式蓄電池可用2.5v高頻放電計(jì)進(jìn)行測量，將放電計(jì)的兩個(gè)觸點(diǎn)固定在蓄 電池單格的正負(fù)極柱上，觀察蓄電池的電壓。每個(gè)電壓必須在1.5v以上，并要在5s內(nèi)保持穩(wěn)定。如低于1.5v,在5s內(nèi)保持穩(wěn)定，說明放電過多，要及時(shí)充電；如低于1.5v, 并在5s內(nèi)電壓很快下降到1.5v以下，則說明蓄電池有故障。3.4.2 單格鏈條不外露式蓄電池端電壓的測量單格鏈條不外露式蓄電池，采用專用的高率放電計(jì)測量。這種放電計(jì)表盤

10、上會(huì)有表 示蓄電池不同放電程度的紅黃綠色的條形。紅色的表示虧電或者有故障；黃色表示虧電 較少；綠色表示電量充足。4、蓄電池的常見故障分析與預(yù)防蓄電池的常見故障有自行放電、極板硫化、活性物質(zhì)脫落、容量減小等。4.1 自行放電4.1.1 故障現(xiàn)象由于蓄電池本身的構(gòu)造原因，會(huì)有一定的自放電現(xiàn)象，在蓄電池充足電及無任何負(fù)荷的情況下，如果自行放電的范圍在每晝夜1%寸為正常，當(dāng)每晝夜放電超過 2%說明此蓄電池有故障。4.1.2 故障原因(1)電解液中的雜質(zhì)和極板之間形成電位差，通過電解液產(chǎn)生局部放電。(3)蓄電池表面可能存在污垢，造成蓄電池輕微的短路。(3)極板上的活性物質(zhì)脫落，造成沉淀物過多而短路。(4

11、)蓄電池因?yàn)殚L時(shí)間沒有使用硫酸下沉，是下部密度比上部大，造成自行放電。4.1.3故障排除把蓄電池電全部放掉，讓極板上的雜質(zhì)進(jìn)入電解液中，然后倒出電解液，反復(fù)清理 幾遍，最后加入新的電解液。注意在加注電解液時(shí)，一定要加蒸儲(chǔ)水，同時(shí)要保證蓄電 池表面的清潔，去除極柱上的氧化物，并涂上一層潤滑脂。4.2極板硫化極板硫化是指正負(fù)極板上形成不可逆硫酸鉛鹽化組成一層白色粗粒結(jié)晶的硫酸鉛(如圖4所示)。使蓄電池在正常充電時(shí)不能正常轉(zhuǎn)化為二氧化鉛和鉛。4.2.1 故障現(xiàn)象(1)蓄電池的電解液密度下降到低于規(guī)定正常值。(2)在使用高率放電計(jì)檢測時(shí)，蓄電池的電壓下降過快。(3)蓄電池在充電時(shí)很快產(chǎn)生氣泡，甚至剛開

12、始充電時(shí)就產(chǎn)生氣泡。(4)充電時(shí)電解液溫度上升過快。圖4蓄電池硫化4.2.2故障原因(1)蓄電池在放電或者半放電的狀態(tài)下長期放置，在晝夜溫度差的作用下，溶解與 結(jié)晶不均勻，結(jié)晶的量大于溶解量，造成結(jié)晶附在極板上。(2)蓄電池經(jīng)常過量發(fā)電或者深度小電流放電， 會(huì)使極板的深層小孔內(nèi)形成硫酸鉛。(3)電解液液面過低時(shí)，極板上部的活性物質(zhì)暴露在空氣中被空氣氧化，形成硬化 的硫酸鉛。(4)電解液不純或者別的原因造成蓄電池自動(dòng)發(fā)電，生產(chǎn)硫酸鉛，造成蓄電池硫化。4.2.3故障排除如果確定蓄電池已經(jīng)硫化，可采用大電流5h率電流，對電池充電到稍過充狀態(tài)，液 溫要控制在不超過40c,然后放電30%在反復(fù)重復(fù)幾次，

13、一般就可以緩解蓄電池硫化 現(xiàn)象。這種方法的工作原理是用在過充電過程中會(huì)析出氣體，極板表面的硫化鹽會(huì)被析出的氣體沖刷，使它融入溶液并轉(zhuǎn)化為活性物質(zhì)。當(dāng)蓄電池硫化太過嚴(yán)重時(shí)，就無法使用，應(yīng)予以報(bào)廢。4.3活性物質(zhì)脫落4.3.1 故障現(xiàn)象(1)極板表面露出板柵筋條，兩側(cè)有大量的鉛絮物，電解液底部有大量沉淀物，電 解液呈現(xiàn)鐵青色的渾濁狀。(2 )沉淀如果是塊狀物，說明蓄電池本身質(zhì)量有問題。(3)沉淀物如果是白色或者淡藍(lán)色，說明蓄電池中電解液密度過高。(4)沉淀如果是糊狀物，說明蓄電池出現(xiàn)溫升過高。(5)沉淀顏色如果是灰褐色，則說明鐵、銅雜物比較多。4.3.2 故障原因(1)充電時(shí)電流過大，時(shí)間過長，溫

14、度過高產(chǎn)生大量氫、氧氣，過度的沖刷活性物 質(zhì)。(2)如果蓄電池經(jīng)常的過放電，會(huì)導(dǎo)致硫酸鉛的大量生成，導(dǎo)致體積過分膨脹，結(jié) 合力下降。(3)當(dāng)蓄電池電解液密度過低時(shí)，嚴(yán)寒季節(jié)時(shí)會(huì)結(jié)冰，使活性物質(zhì)失去結(jié)合力。(4)當(dāng)電解液電解液的密度較大，電解液腐蝕性大，使活性物質(zhì)機(jī)械強(qiáng)度下降。(5)蓄電池經(jīng)常過充電，蓄電池的板柵會(huì)受到腐蝕，減小承載活性物質(zhì)的能力。(6)當(dāng)蓄電池經(jīng)常在高溫下充電時(shí)，會(huì)使正極活性物質(zhì)軟化，使其脫落。(7) 當(dāng)長期的進(jìn)行大電流充電、放電時(shí)，會(huì)使蓄電池極板彎曲，減小活性物質(zhì)的附著能力。(8) 當(dāng)雜質(zhì)異物進(jìn)入蓄電池內(nèi)時(shí)，堿性物質(zhì)會(huì)引起負(fù)極多孔金屬鉛膨脹、脫落。(9) 蓄電本身質(zhì)量有問題，

15、活性物不牢固。(10) 蓄電池在使用過程中應(yīng)震動(dòng)使其脫落。4.3.3故障排除當(dāng)沉積物過少時(shí)，可以清理后繼續(xù)使用，若沉積物過多，就應(yīng)當(dāng)更換電解液和極板4.4容量減小4.4.1 故障現(xiàn)象(1)啟動(dòng)汽車時(shí)，啟動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)無力，轉(zhuǎn)速很快就減慢。(2)汽車?yán)鹊穆曇暨^低。(3)前照燈光線暗淡。4.4.2 故障原因(1)蓄電池在使用前沒有按照規(guī)定初充電。(2)當(dāng)發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器的電壓設(shè)置的過低時(shí)，會(huì)使蓄電池長期充電不足。(3)如果經(jīng)常長時(shí)間啟動(dòng)啟動(dòng)機(jī)，會(huì)造成蓄電池大電流放電，使極板損壞。(4)若是電解液的密度過高，或電解液液面過低，會(huì)造成極板硫化，使蓄電池容量 減小。(5)電解液的密度低于規(guī)定值，也會(huì)使蓄電池容量

16、減小。4.4.3 故障排除(1)檢查蓄電池外部，檢查外殼是否損壞，表面是否清潔，極板上是否有腐蝕物。(2)檢車蓄電池搭鐵線，極柱連接是否牢固。(3)測量蓄電池的電解液密度。(4)檢查蓄電池電解液高度。(5)先將蓄電池充滿電，然后檢查電解液密度，若是相連兩個(gè)單格電池的密度相差 過大，說明該單格電池內(nèi)部短路，不能繼續(xù)使用，需更換。(6)檢查發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)電壓。4.5 蓄電池充不進(jìn)電4.5.1 故障現(xiàn)象蓄電池在充電過程中，電量充不進(jìn)。4.5.2 故障原因(1)可能充電線路不牢固，有松動(dòng)。(2)也有可能是充電回路有損壞，或者不符合要求。(3)可能是電池內(nèi)部缺液嚴(yán)重。4.5.3 故障排除(1)檢

17、查充電回路連接是否牢固。檢查電解液高度，若是缺液需加入電解液。(2)如果檢查到蓄電池不可逆硫酸鹽化，可用均衡充電恢復(fù)容量。4.6 極板短路4.6.1 故障現(xiàn)象大電流放電時(shí)端電壓下降過快，甚至降到零，開路電壓較低；在充電過程中，電壓 與電解液相對密度上升緩慢，甚至保持最低值，充電末期電解液溫度卻迅速升高，但氣 泡很少。4.6.2 故障原因(1) 隔板損壞或質(zhì)量不好，造成蓄電池短路。(2) 蓄電池底部的沉淀物質(zhì)過多。(3) 有異物落入正負(fù)極板之間，造成短路。4.6.3 故障排除對于極板短路的蓄電池應(yīng)當(dāng)將蓄電池拆開，排查出蓄電池的故障后進(jìn)行維修。4.7 極板拱曲4.7.1 故障現(xiàn)象極板拱曲一般發(fā)生于

18、正極板上。危害：極板拱曲后將會(huì)造成蓄電池內(nèi)部短路等故障。4.7.2 故障原因(1) 極板本身鉛膏涂填不勻，在蓄電池充放電過程中極板各部分的化學(xué)反應(yīng)程度不同，造成極板拱曲變形。(2)經(jīng)常大電流放電，使極板表面電流的密度不同而造成極板成彎曲。(3)蓄電池過量放電時(shí)，蓄電池極板內(nèi)層深處會(huì)生成硫酸鉛，得不到恢復(fù)從而使極 板拱曲。(4)電解液中含有異物或雜質(zhì)，在化學(xué)作用下會(huì)使活性物質(zhì)轉(zhuǎn)化為硫酸鉛，使極板 發(fā)生拱曲。4.7.3 故障排除極板拱曲嚴(yán)重，以無法修復(fù)，則應(yīng)當(dāng)更換極板。4.8 不可逆硫酸鹽化4.8.1 故障現(xiàn)象充電過程中過早析出氣體，電壓很快上升，溫度上升迅速；放電時(shí)電壓下降快，容 量小；單個(gè)單格電壓特別高，超出正常值很多。4.8.2 故障原因(1)因?yàn)榇娣艜r(shí)間過長，蓄電池自放電率高，沒有對其進(jìn)行維護(hù)充電。(2)放電沒有對蓄電池進(jìn)行及時(shí)充電。(3)蓄電池長時(shí)間處于欠充電狀態(tài)下。(4)蓄電池過放電。(5)蓄電池加入的電解液密度太高或缺液。4.8.3故障排除蓄電池產(chǎn)生不可逆硫酸鹽化時(shí)，可以根據(jù)其輕重程度進(jìn)行修復(fù)。鹽化較輕者，可對其進(jìn)行均衡充電，一般可以恢復(fù)正常。鹽化較重者，需要對其進(jìn)行“水療法”充放電，才能恢復(fù)正常。5、故障案例故障現(xiàn)象 一輛行駛20萬公里的捷達(dá)車，起動(dòng)時(shí)起動(dòng)機(jī)