摘要：蓄電池是柴油發電機組啟動系統的最基礎組成，一般性機型啟動馬達普遍采用24V電壓，因此需要配備2個獨立的電池（每個電池為12V），但是800KW以上發電設備康明斯廠家會建議使用4個蓄電池（2組并聯模式），以便讓大功率柴油發電機組啟動更加順暢。康明斯公司在本文中敘述了蓄電池的原理公式、電解液比重修正、充電錯誤和故障排除表等問題，期待此文為用戶后期在設備維護保養工作中帶來總結和分析的經驗。
圖1 鉛酸蓄電池
一、鉛酸電池的原理
柴油發電機組用鉛酸蓄電池（如圖1所示）是由若干獨立的電池格組成，每格均包括有許多鉛板(P2），它們浸在合適濃度的稀釋硫酸(H2SO4)導電液中,依靠鉛與硫酸的化學反應不斷產生直流電能信號。電池中的化學反應是可逆的，因此即意味著電池可重復充電和放電。
如下式所示：
Pb+H2SO4=PbSO4+2H-+2e+
圖2 12V/24V蓄電池
二、電解液
在鉛酸蓄電池中的導電液體即電解液是特定濃度的硫酸稀釋溶液，它是用硫酸和純凈水按照特定的比例均勻混合而形成的。它可以令金屬片產生化學反應及成為導電媒體。
1、電解液液面高度的檢測
目測：電解液液面應在蓄電池外殼上、下液面線之間。
用玻璃管檢測：將玻璃管插入蓄電池電解液內極板的上平面，再用大拇指按緊玻璃管上端，提出玻璃管，測量玻璃管內液面的高度，標準值應在10--15mm之間。當液面過低時，應加注蒸餾水，以恢復正確的液面高度。除非確知電解液濺出，否則不許添加硫酸溶液，如圖3所示。
圖3 玻璃管檢測蓄電池電解液高度
2、電解液密度的檢查
儀器：吸入式密度計，如圖4所示。
圖4 吸入式密度計
步驟：
（1）打開蓄電池加液蓋；
（2）將密度計的玻璃管伸入單格電池的加液口內；
（3）用手將橡皮球捏一下,再慢慢放開,將電解液吸入到玻璃管中；
（4）吸入的電解液不要過多，正好使密度計浮子浮起而不會頂住為宜；
（5）使管內的浮子浮在玻璃管中央，讀密度計的計數。如圖2所示。
蓄電池的充電狀態與電解液密度的關系：
● 蓄電池實測密度與15℃密度的轉換公式：ρ15℃=ρ+0.00075(t-15)
● 若實測密度為1.22,溫度為20℃，則轉換為15℃時密度為：1.22+0.00075(20-15)=1.223
3、蓄電池放電程度的檢查
儀器：12V高率放電計，如圖5所示。
圖5 高率放電計
方法：將放電計的兩觸針分別壓在蓄電池的正負極樁上，測量時間在10S--15S，觀察電壓表的讀數。
測量情況與蓄電池技術狀況的關系：
● 測12V電池，蓄電池充滿電，密度在1.24g/cm3，接入時間10S--15S；
● 電壓能保持在：10.5V--11.6V以上，存電量為充足,蓄電池無故障；
● 電壓能保持在：9.6V--10.5V，存電量為不足,蓄電池無故障；
● 電壓降到：9.6V以下，存電量嚴重不足或蓄電池有故障。
三、比重
比重是一個密度測量單位。在25℃的條件下，一個充滿電的電池比重應有1.27，電解液中硫酸的濃度越稀，比重就越低。當電池放電時，化學反應會降低電解液中硫酸的比重。因此，電解液濃度的高低可以直接反映出電池的充電情況如何。測量電解液的比重的最簡單可靠的辦法是用比重計，該裝置是一個球型的玻璃吸液管，用它將電解液從電池殼中抽出來，與比重計柱中的玻璃浮標持平的刻度顯示即為電解液的比重值。
在實際測量電解液的比重時，客戶需要注意以下三個方面：
● 為使測量結果真實，在剛往電池格中加了液之后，請不要馬上測量比重，要將電池充電使水和沉淀的硫酸均勻混和，這樣測出的比重才可靠。
● 在發電機組長時間運行之后，如果馬上測量比重，則實測值會略高于其實際值。
● 比重計刻度是校正在25℃(77℉)的條件下,電解液的比重,應隨著溫度的高低作出相應的校正，即每升高約5.5℃(10℉)時，讀數就會增加0.004。同樣，實際溫度每比參考溫下降約5.5℃(10℉)時，比重讀數就會相應減少0.004。
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警告：當往電池中加入電解液時，應注意緩緩加入，并防止液體飛濺。 |
四、比重修正
在環境溫度經常高出25℃(77℉)的地區，應使用比重為1.240的電解液，因為這種較高的溫度可以使電解液更具活性，則強度中等的電解液能夠延長蓄電池的使用壽命。與此相反，在較冷的氣候條件下，蓄電池應該加入比重略大的電解液，在某些情況下,甚至可以采用1.290-1.300比重的電解液。
五、電池的保養
| 警告：維修保養電池時，應穿上防酸圍裙和戴上面罩或防護目鏡，一旦電解液不慎濺落在皮膚或衣物上時，應立即用大量清水沖洗 |
蓄電池隨機送達客戶處時，是未加注電解液的。因此，在使用前應加入已均勻混合的正確比重的電解液。把電池格頂蓋旋開，緩緩注入電解液直到位于金屬片上部兩刻度線之間并盡量接近上刻度線止。加好后，請不要馬上使用，應先讓電池停放15分鐘左右，有條件的客戶，還可以接上充電機予以充電到適量。
當出現以下情況之一時，充電時間允許適當延長：
● 電池存放時間超過3個月，充電時間可以為8小時，
● 環境溫度持續超過30℃（86℉）或相對濕度持續高于80%，充電時間可以為8小時；
● 如電池存放時間超過1年，充電時間可以為12小時。
● 如果充電器電流輸出不足，那么較低電流亦可，但充電時間應該按比例延長。
● 在充電行將結束時，應檢查電解液的液位是否足夠，必要時可加入正確比重的標準電解液。
注意：充電電流的大小和充電時間的長短還應同時考慮到電池的新舊情況和電池已有電量的多少。
| 警告：在給電池充電時，應首先將電池過濾帽或排氣孔蓋打開，并檢查電解液水位，需要時用蒸餾水調整。 |
打開充電器，觀察正常的充電率，Amp-hous(安培小時)容量決定，還要視電池的新舊情況及目前充電水平。在開始充電之后，充電電流會隨著電池的飽和而逐漸減小。要檢查充電情況則要在充電器斷開后，讓電池休息一段時間。然后用比重計測每格電池液的比重。
正常的操作和充電會導致一些水被蒸發,這就需要隨時對電池進行補充加液。先把電池外表，尤其加注口周圍全面清潔以避免污物進入電池格，然后把孔塞取下。加入蒸餾水，直至適當液位即可。
六、對電池充電
| 警告：確保電池是在通風良好的環境進行充電，附近不可有火花或明火。不要在不能擋風雪的環境充電，充電機切勿進水。 |
| 注意：當操作柴油發電機組運行前，應首先確保上述電池充電機斷開。 |
● 對于配置了蓄電池充電器的康明斯系列的發電機組啟動控制屏。屏內裝有一個對應電池充電電壓的浮充裝置，該浮充裝置的電源為單相市電之標準電壓（220VAC），它的作用最主要是防止當發電機組長期停放時避免電池過量放電，導致電池損壞和影響發電機組的正常可靠啟動。客戶只需按要求將220VAC的單相市電正確接入控制屏的相應接線端子上即可，無需另外配電池充電機。電池浮充裝置的特點決定了其適合連續24小時向電池充電。它的優點是，只需將電源正確接入，就無需再對電池進行額外的保養工作。而且，由于其獨有的充電方式和過壓、過流等的全面保護，在標準220VAC電源的充電條件下，其充電過程不會給電池造成任何損害。當發電機組啟動運行后，電控部分會自動斷開浮充回路。這就同時對充電機和電池起到了較好的保護作用。
● 當柴油發電機組正在運行時，發電機組電氣接線可以確保將浮充裝置與電池自動隔離開，而發電機組自帶之電池充電機會持續向電池充電，直到發電機組運行結束后，才重新自動轉由浮充裝置向電池充電。
| 注意：高溫也會使電池損壞，在充電過程中要小心，尤其在熱氣候環境，電池溫度決不允許超過40℃。 |
七、電池充電錯誤及故障排除表
| 故障原因 | 故障排除 |
| 充電線纜接錯或電池接頭不好 | 檢查并清潔接線、接頭 |
| 電池損壞或充電電壓太低 | 更換新電池或調高充電電壓 |
| 市電失壓或沒有正確連接 | 檢查市電情況及檢查市電到充電機的線路 |
| 充電熔絲燒斷 | 更換新熔絲 |
| 整流二極管壞 | 更換已損壞的二極管 |
| 故障現象 | 故障排除 |
| 充電電流表損壞 | 更換新電流表 |
故障3：充電效率低
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故障現象 |
故障排除 |
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市電電壓偏低 |
檢查市電供應情況 |
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充電機變壓器抽頭錯 |
檢查市電電壓是否與該抽頭正確對應 |
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充電電纜接頭松動 |
檢查并擰緊接頭 |
故障4：充電接頭發熱
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故障原因 |
故障排除 |
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接頭連接不良 |
清潔接頭并重新接牢 |
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接頭螺絲松 |
清潔并擰緊接頭螺絲 |
圖6 蓄電池故障大全
蓄電池其他故障表（如圖6）
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常見故障
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不良現象
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故障產生的原因
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故障的處理方法
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蓄電池充電不足
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1.靜止電壓低
2.密度低，充電結束后達不 到規定要求 3.工作時間短 4.工作時儀表顯示容量下降快 |
1.充電器電壓、電流設置
過低 2.初充電不足 3.充電機故障 |
1.調整，檢修充電器
2.蓄電池補充充電 3.嚴重時需更換新電池 |
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蓄電池過充電
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1.注液蓋簍色澤變黃，變紅
2.外殼變形 3.隔板炭化、變形 4.正極腐蝕、斷裂 5.極柱橡膠套管上升、老 化、開裂 6.經常補水，充電時電解液 渾濁 7.極板活性物質均勻脫落 8.正極板爆管 |
1.充電器電壓，電流設置
過高 2.充電時間過長 3.頻繁充電 4.放電量小而充電量大 5.充電機故障 |
1.調整，檢修充電器
2.調整充電制度 3.嚴重時需更換新電池 |
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蓄電池過放電
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1.蓄電池靜止電壓低
2.充電后電解液密度低 3.正、負極板彎曲，斷裂 |
1.蓄電池充電不足而繼續
使用 2.蓄電池組短路 3.小電流長時間放電 |
1.補充充電
2.檢修車輛 3.嚴重時需更換新電池 |
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蓄電池短路
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1.靜止電壓在2V以下
2.電解液密度過低 3.充電時溫度高 4.叉車工作時間短 |
1.極板彎曲變形短路
2.隔板缺少或裝配中破損 3.正極活性物質脫落、底部短路 |
需更換新電池
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斷路
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1.外接負載通路時電壓異
常，不穩定 2.充電時電流無法輸入 |
1.極柱或極板組裝時焊接
不良 2.外部短路 3.大電流放電 4.連線接觸不良或斷開 5.極板腐蝕 |
1.需修理蓄電池
2.必要時需更換新電池 |
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蓄電池添加電解液
不當 |
密度高時：
1.充電后電解液密度≥ 1.300g/cm3 2.蓄電池靜止電壓高 3.初期容量好，使用一段時 間后容量降低 4.電解液渾濁 密度低時： 1.充電后電解液密度低于 規定值 2.蓄電池容量低 加液不純： 1.蓄電池容量低 2.電解液渾濁，色澤異常， 有異味 3.蓄電池自放電嚴重 |
1.初加液密度過高或過低
2.液面降低補液錯誤，沒 有按規定加入純水，而是 誤加入稀酸 3.初加液不純（含有雜質 |
1.蓄電池換電解液
2.嚴重時需更換新電池 |
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極板硫酸鹽化
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1.正常放電時容量降低
2.密度下降低于正常值 3.放電時電壓下降快 4.開始充電電壓高 5.充電時氣泡產生早 6.PbSO4結晶粗大 |
1.初充電不足
2.放電狀態下，放置時間 過長 3.長期充電不足 4.電解液密度過高 5.液面過低，極板上部暴 露在電解液外面 6.電解液不純 7.內部短路 |
1.過充電法
2.反復充電法 3.水療法 |
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活性物質
過量脫落 |
1.充電時有灰褐物質從
從底部升起 2.蓄電池容量減小 |
1.褐色沉淀是由于充電電
流過大 2.白色沉淀是由于過量放 電 3.蓄電池電解液不純 |
1.清理沉淀
2.調整密度 3.必要時需更換新電池 |
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蓄電池反極
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1.電壓呈負值
2.充電后電解液密度在 1.20 g/cm3以下 3.正負極柱、極板顏色相反 |
充電時正、負極連接錯誤
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1.可反向充電
2.嚴重時需更換新電池 |
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蓄電池漏液
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1.注液口漏夜
2.槽、蓋封合處漏夜 3.滲液 4.槽體外部有碰傷痕跡 |
1.槽、蓋熱封不良
2.極柱橡膠圈問題 3.封口劑開裂 4使用中疏忽受外力撞擊 |
1.修理
2.必要時需更換新電池 |
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