蓄电池__汽车电气设-第四讲

2.5.3充电种类 1.初充电及充电步骤
对新蓄电池或更换极板的蓄电池在使用前进行的首次充 电，称为初充电。 初充电的目的是还原普通极板在存放期间被氧化的活性 物质。因此，初充电对蓄电池的使用性能影响很大，若充电 不彻底，会导致蓄电池永久性的充电不足，致使蓄电池容量 不足、寿命缩短。
初充电一般采用定流充电，初充电的一般步骤如下：
图2-25 硅整流充电机的主电路
图2-26 充电机的外形
3.可控硅充电机
图2-27 充电机的正面
图2-28 充电机的背面
1）KGCA-20A／100Ⅷ型可控硅充电机主要性能指标
①输出电流在0～20A范围内连续可调。 ②输入电压在150～250V范围内均可。 ③电压自动控制有6V、12V、24V、36V、48V、60V六挡。
3）充电过程
①电路连接完毕，采用自动控制方式时，先将电流调节旋钮 逆时针方向旋至极限位置（充电电流为零），再按下相应键。 扳动电源开关后，旋动电流调节旋钮，输出电流表指示 出充电电流大小，充电指示灯点亮。蓄电池充足电后，充电 机自动停止充电，并发出报警声。
②若不选用自动控制方式，蓄电池充满电时，需由操作人员 根据电池特征判断是否关机。 ③若电路或充电机自身发生故障，故障报警灯点亮，同时发 出报警声。
初充电临近完毕时，应测量电解液密度，如不符合规定， 应用蒸馏水或密度为1.40的电解液进行调整。调整后，应再 充2h，若密度仍不符合规定，应再调整并充电2h，直至密度 符合要求为止，然后将加液孔盖拧上，把蓄电池表面清洁干 净。
2.补充充电及充电步骤
蓄电池使用后的充电，称为补充充电。蓄电池在汽车上 由发电机进行的定压充电，由于不能保证蓄电池彻底充足， 而使蓄电池容量下降时，为防止产生硫化，每隔两个月应进 行一次补充充电。 蓄电池存电不足的特征为：
蓄电池产生硫化故障后，其内阻将显著增大，开始充电时 充电电压较高（严重硫化者高达2.8Ⅴ以上），温升亦较快。 对严重硫化的蓄电池，只能报废；对硫化程度较轻的蓄电池， 可以通过充电予以消除。 这种消除硫化的充电工艺称为去硫充电，去硫充电的步 骤如下： ①首先倒出蓄电池内的电解液，用蒸馏水冲洗两次后，再加 入足够的蒸馏水。 ②接通充电电路，将电流调到初充电第二阶段电流值进行充 电。当密度升到1.15g／cm3时，倒出电解液，换加蒸馏水再 次充电，直到密度不再增加为止。 ③以20h放电率放电至单格电池电压降到1.75Ⅴ时，再进行上 述充电，充后又放电，如此充、放电循环，直到输出容量达 到额定容量值的80％以上后，即可投入使用。
24～30ms （称前停充），接着再放 电或反充，使蓄电池反向 通过一个较大的脉冲电流， 以消除极板孔隙中形成的 气泡，然后再停止放电 25ms（称为后停充）。 ③进行循环脉冲充电。其 循环过程是：正脉冲充电 →前停充→负脉冲瞬间放 电→后停充→正脉冲充电 →充足。
先按蓄电池制造厂的规定，加注一定密度的电解液（电解液 加入前温度不得超过30℃）静置6～8h，再将液面调整到高 于极板10～15 mm。电解液温度低于25℃时才能进行充电。
接通充电电路，为避免过热，第一阶段应选 C 20 /15的电 流，充电到电解液中开始冒气泡，单格电压上升到2.4Ⅴ为止； 第二阶段将充电电流减半，继续充电到电解液剧烈放出气泡 （沸腾），单格电压到达2.7Ⅴ，密度和单格电压连续2～3h 稳定不变为止，全部充电时间约为60～70h。 充电过程中应经常测量电解液温度，若温度上升到40℃， 应将电流减半，如继续上升到45℃，应立即停止充电，并采 用人工冷却（可采用强制通风或将蓄电池置于冷却水槽中）， 待冷至35℃以下再充电。充电过程中，如减少充电电流，应 适当延长充电时间。
5.充电时的注意事项
① 严格遵守充电规范。 ②配制和注入电解液时，要严格遵守安全操作规则和器皿的 使用规则。 ③充电时，应先接好蓄电池线，导线连接必须可靠，防止发 生火花；停止充电时，应先切断充电机交流电源。 ④充电过程中，要经常测量各个单格电池的电压和密度，及 时判断充电程度和技术状况。 ⑤ 充电时要打开蓄电池加液孔盖，使氢气、氧气顺利逸出， 并保持充电场所通风良好，以免发生事故。 ⑥ 初充电工作应连续进行，不可长时间中断。 ⑦ 充电过程中，要注意测量各个单格电池的温升，以免温度 过高影响铅酸蓄电池的使用性能，也可采用风冷和水冷的方 法来降温。 ⑧充电室要安装通风设备，严禁用明火取暖，充电机和蓄电 池应隔室放置。
电解液密度 剩余容量 ／％ 100 初充电时间 ／min 0 电解液密度 剩余容 量／％ 50 初充电时间 ／min 30
全充电时的 密度1.260 高于1.225 1.200~1.225
1.175~1.200
75以上 50
10 15
1.150~1.175 低于1.150
50 25以下
45 60
4.去硫充电及充电步骤
2）使用方法
①交流输入用三根铜导线分别对应连接220V交流电源及搭铁。 ②将被充电蓄电池连接成电池组，然后将电池组的正、负极 对应连接充电机输出接线柱的正、负极。 ③使用自动控制方式时，若要对一只12V电池充电，应按下 12V按键；若为两只12V电池串联，则应按下24V按键，依此 类推。 ④若不使用自动控制，则不按自动控制键。
图2-31 充电的电流波形
2）脉冲快速充电的特点
①充电时间短、省时，新蓄电池初次充电一般不超过5h，旧 蓄电池补充充电时间更短，只需0.5～1.5h，大大提高了充电 效率。 ②省电、节能，消耗电能仅为常规充电的80％～85％。
③对蓄电池的寿命有一定影响，仍需进一步改进。
一般来讲，经快速充电的蓄电池只是提高了充电容量， 并未充足电。若想充足，尚需用小电流或正常充电电流进行 最后充电。多数快速充电设备都装有节温器，充电时将其插 入蓄电池的注液口中。当电解液温度超过一定温度（通常为 50℃）时，设备会自动停电。
3.快速脉冲充电及充电步骤
快速脉冲充电前，应先检查电解液密度，并根据其全充电 状态时的密度值计算蓄电池的剩余容量，以确定初充电时间， 并将充电设备上的定时器调到相应时间上。 多数快速充电设备都装有温度传感器，将其插入蓄电池 加液口中，当电解液温度超过50℃时，设备会自动停充。
表2-4 快速充电时间与电解液密度的关系
①电解液密度下降到1.20 g／cm3以下。 ②冬季放电超过额定容量 C 20 的25％，夏季放电超过额定容量 C 20 的50％。 ③灯光暗淡、起动无力、喇叭沙哑。
补充充电过程和方法与初充电基本相同，充电第一阶段 以 C 20 /10的电流充到冒气泡，电压到达2.4Ⅴ。第二阶段将电 流减半，充到“沸腾”，单格电压到达2.7Ⅴ，电解液密度上 升到最高值，且2～3h保持不变，即充电结束。平时补充充 电一般需要13～17h。
2.5.2充电方法 1.定流充电
在充电过程中，保持充电电流恒定的充电方法称为定流 充电。
采用定流充电可以将不同 电压等级的蓄电池串在一 起充电，充电电流应按照 容量最小的电池来选择， 当小容量蓄电池充足电后， 应及时摘除，然后再继续 给大容量蓄电池充电。
图2-29 定流充电
2.定压充电
在充电过程中，保持充电电压恒定的充电方法称为定压 充电。汽车上的充电系统采用电压调节器实现对充电电压恒 定的控制。 定压充电电压选择：一般 每单格电池约需2.5Ⅴ，即 6Ⅴ电池需要充电电压约为 7.5Ⅴ，12Ⅴ电池需要充电 电压约为15V。定压充电 的特点是充电效率高，开 始4～5h内，就可获得90 ％～95％的充电量，可大 大缩短充电时间。
2.5 蓄电池的充电
2.5.1充电设备
所谓充电设备就是指某种直流电源。汽车上采用的充电 设备是由发动机驱动的交流发电机，充电室采用的多为硅整 流充电机、晶闸管整流充电机等。
1.硅整流充电机的型号
硅整流充电机的型号由五部分组成： （1）第一部分是元件种类代号，硅元件用“G”表示，晶闸 管元件用“KG”表示。 （2）第二部分是用途代号，“C”表示充电用。 （3）第三部分是元件的冷却方式代号，“A”表示自然冷却， “S”表示水冷，“F”表示强迫冷却，“J”表示油冷。 （4）第四部分用数字表示额定整流电流值（A）。 （5）第五部分用数字表示额定整流电压值（V）。
图2-30 定压充电
定压充电电压选择合适时，电池充足后，充电电流会自动趋 向于零，使充电自动停止，这就不必由人工经常调整和照管。
3.快速脉冲充电
快速脉冲充电采用自动控制电路对蓄电池进行正反向脉 冲充电，可以提高充电效率，使用中的蓄电池补充充电只需 0.5～1.5h。
1）脉冲快速充电过程
①充电初期，采用大电 流充电（相当于额定容 量的（0.8～1）C20的 电流），使蓄电池在较 短时间内达到额定容量 的60％左右。当单格电 压上升到2.4V、电解液 开始分解而冒气泡时， 控制电路发生作用，停 止大电流充电。
举例：GCA -60／72 表示该充电机为硅整流自然冷却充电机、 额定电流为60A，额定电压为72V。 KGCA-15／36 表示该充电机为晶闸管整流自然冷却充电 机，额定电流为15A，额定电压为36V。
2.硅整流充电机的特点
硅整流充电机主要由交流电源与硅二极管组成，通过整 流电路将交流电转变为直流电，以供蓄电池充电之用。