在铅酸蓄电池的使用过程中,充电是一项重要的工作。
它与铅酸蓄电池工作效率的提高、使用寿命的延长有着密切的联系。
充电设备
蓄电池是直流电源,必须用直流电源对其进行充电。
充电时,充电电源的正极接铅酸蓄电池的正极,充电电源的负极接铅酸蓄电池的负极。
汽车上的充电设备是由发动机驱动的交流发电机,充电时多采用硅整流充电机、晶闸管整流充电机和智能充电机等。
充电方法
通常蓄电池的充电方法有定流充电、定压充电和快速脉冲充电。
定流充电
在铅酸蓄电池的充电过程中,始终保持充电电流恒定的充电方法,称为定流充电。
它是蓄电池的基本充电方法,广泛用于初充电、补充充电和去硫化充电等。
为缩短充电时间,充电过程分为两个阶段:第一阶段采用规定的充电电流(铅酸蓄电池额定容量的1/15)进行充电,直至单格电池电压升到2.4V,电解液开始产生气泡;
在此阶段蓄电池的容量得到迅速恢复,活性物质基本还原,并开始电解水;第二阶段将充电电流减小一半,直到铅酸蓄电池的单格电池电压达到2.7V,
且在2~3h内不再上升,蓄电池内部剧烈冒出气泡时为止。定流充电的适应性强,可任意选择和调整充电电流的大小;
有利于保持蓄电池的技术性能和延长使用寿命,其缺点是充电时间长,要经常调节充电电流。
定压充电
在铅酸蓄电池充电过程中,始终保持充电电压恒定的充电方法,称为定压充电。由Ic=(U-E)/R可知,随着蓄电池电动势 E的增加,充电电流 Ic逐渐减小,
如果充电电压调节得当,就必然会在充电终了(充满电)时使充电电流Ic变为零。采用定压充电时,必须适当采用充电电压。一般每个单格电池充电电压约需2.5V,
那么对于6V蓄电池充电电源,电压应为7.5V,对于12V蓄电池应为15V。若充电电压过高,不但初充电电流过大,而且会发生过充电,
使极板弯曲、活性物质脱落、温升过高;若充电电压过低,则蓄电池不能充足电。在定压充电初期,充电电流较大,4~5h内即可达到额定容量的90% ~95%,因而充电时间较短,
需要调整充电电流,适用于补充充电。由于充电电流不可调节,所以不适用于初充电和去硫化充电。
汽车上蓄电池和发电机是并联的,所以蓄电池始终是在发电机的恒定电压下进行充电。
快速脉冲充电
快速脉冲充电必须用快速脉冲充电机进行。快速脉冲充电的过程是:先用0.8~1倍额定容量的大电流进行定流充电,使蓄电池在短时间内充至额定容量的50% ~60%,
当单格电池电压升至2.4V,开始冒气泡时,由充电机的控制电路自动控制,开始快速脉冲充电;首先停止充电25~40ms(称为前停充),然后再放电或反向充电,
使蓄电池反向通过一个较大的脉冲电流(脉冲深度一般为充电电流的1.5~2倍,脉冲宽度为100~150ms),然后再停止充电40ms(称为后停充),
以后的过程为正脉冲充电—前停充—负脉冲瞬放电后停充—正脉冲充电的循环进行,直至充足电。
快速脉冲充电的优点是充电时间可大大缩短(新蓄电池充电仅需 5h,补充充电需 1h);
缺点是对蓄电池的寿命有一定的影响,并且快速脉冲充电机结构复杂、价格昂贵,适用于电池集中、充电频繁、要求应急的场合。
补充充电
在汽车使用过程中,蓄电池经常有充电不足的现象发生,城区公共区汽车等短距离运营的车辆更为突出。
这时应根据需要进行补充充电,一般汽车用蓄电池应每隔1~2个月从车上拆下来进行一次补充充电。
在使用中,如果发现电解液相对密度降至1.15以下;或冬季放电量超过25%,夏季超过50%;或前照灯灯光比平时暗淡,启动无力;
或单格电池电压降到1.70V以下时,必须及时进行补充充电。补充充电可以采用定流充电,也可以采用定压充电。
采用定流充电法进行补充充电的充电过程与初充电相似,但充电电流可以略大一些。
采用C20/10的电流进行充电,当单格电池电压达到2.4V以上时,改用C20/20的电流充电至充足为止。
采用定压充电法进行补充充电的充电过程如下:(1)将蓄电池与充电电源连接;
(2)将电压调至规定值,观察充电电流,如果电流超过0.3C20A,应适当降低电压,待蓄电池电动势升高后再将电压调至规定值;
(3)充电终期,充电电流在连续2h内变化不大于0.1A,且电解液相对密度无明显变化,则认为充电可以结束。
充电种类及规范
新蓄电池或新修复的蓄电池(干荷电蓄电池除外)在使用之前必须进行初充电。使用中的蓄电池如电压不足应及时进行补充充电。
为了使蓄电池保持一定的容量和延长其使用寿命,有时还需要定期进行过充电和锻炼循环充电。为消除蓄电池极板硫化故障,还需要进行去硫化充电等。
初充电
新蓄电池或新修复的蓄电池在使用之前的首次充电称为初充电。初充电的特点是充电电流小,充电时间长,电化学反应充分。
初充电的操作步骤是:(1)根据蓄电池制造厂的规定和本地区的气温条件,选择电解液;
(2)加注电解液;(注意:加注前,电解液温度不得超过30℃;加注后,应静置4~6h,
以使电解液浸透极板;若电解液液面因电解液渗入极板而降低,应补充电解液使液面高度达规定值(高出极板上缘15mm)。)
(3)将蓄电池的正、负极分别与充电机的正、负极相连;
(4)采用两阶段定流充电法充电,第一阶段充电电流为额定容量的1/15,直至电解液中有气泡冒出、单格电池电压达到2.4V为止,
此阶段充电时间为25~35h,第二阶段将充电电流减小一半,直至蓄电池充足电为止,此阶段充电时间为20~30h,全部充电时间为60~70h;
(在整个充电过程中,应经常注意测量电解液的温度。当电解液的温度超过40℃时,应将充电电流减半,如温度继续上升至45℃时,
应停止充电,待冷却至35℃以下时,再继续充电。)(5)初充电临近结束时,应检查电解液的相对密度,一般为1.250~1.285,如不符合规定,
应用蒸馏水或相对密度为1.400的电解液进行调整,并调整液面高度至规定值,调整后再充电2h,直到电解液相对密度符合规定为止。