摘要：蓄电池是柴油发电机组启动系统的最基础组成，一般性机型启动马达普遍采用24V电压，因此需要配备2个独立的电池（每个电池为12V），但是800KW以上发电设备康明斯厂家会建议使用4个蓄电池（2组并联模式），以便让大功率柴油发电机组启动更加顺畅。康明斯公司在本文中叙述了蓄电池的原理公式、电解液比重修正、充电错误和故障排除表等问题，期待此文为用户后期在设备维护保养工作中带来总结和分析的经验。
图1 铅酸蓄电池
一、铅酸电池的原理
柴油发电机组用铅酸蓄电池（如图1所示）是由若干独立的电池格组成，每格均包括有许多铅板(P2），它们浸在合适浓度的稀释硫酸(H2SO4)导电液中,依靠铅与硫酸的化学反应不断产生直流电能信号。电池中的化学反应是可逆的，因此即意味着电池可重复充电和放电。
如下式所示：
Pb+H2SO4=PbSO4+2H-+2e+
图2 12V/24V蓄电池
二、电解液
在铅酸蓄电池中的导电液体即电解液是特定浓度的硫酸稀释溶液，它是用硫酸和纯净水按照特定的比例均匀混合而形成的。它可以令金属片产生化学反应及成为导电媒体。
1、电解液液面高度的检测
目测：电解液液面应在蓄电池外壳上、下液面线之间。
用玻璃管检测：将玻璃管插入蓄电池电解液内极板的上平面，再用大拇指按紧玻璃管上端，提出玻璃管，测量玻璃管内液面的高度，标准值应在10--15mm之间。当液面过低时，应加注蒸馏水，以恢复正确的液面高度。除非确知电解液溅出，否则不许添加硫酸溶液，如图3所示。
图3 玻璃管检测蓄电池电解液高度
2、电解液密度的检查
仪器：吸入式密度计，如图4所示。
图4 吸入式密度计
步骤：
（1）打开蓄电池加液盖；
（2）将密度计的玻璃管伸入单格电池的加液口内；
（3）用手将橡皮球捏一下,再慢慢放开,将电解液吸入到玻璃管中；
（4）吸入的电解液不要过多，正好使密度计浮子浮起而不会顶住为宜；
（5）使管内的浮子浮在玻璃管中央，读密度计的计数。如图2所示。
蓄电池的充电状态与电解液密度的关系：
● 蓄电池实测密度与15℃密度的转换公式：ρ15℃=ρ+0.00075(t-15)
● 若实测密度为1.22,温度为20℃，则转换为15℃时密度为：1.22+0.00075(20-15)=1.223
3、蓄电池放电程度的检查
仪器：12V高率放电计，如图5所示。
图5 高率放电计
方法：将放电计的两触针分别压在蓄电池的正负极桩上，测量时间在10S--15S，观察电压表的读数。
测量情况与蓄电池技术状况的关系：
● 测12V电池，蓄电池充满电，密度在1.24g/cm3，接入时间10S--15S；
● 电压能保持在：10.5V--11.6V以上，存电量为充足,蓄电池无故障；
● 电压能保持在：9.6V--10.5V，存电量为不足,蓄电池无故障；
● 电压降到：9.6V以下，存电量严重不足或蓄电池有故障。
三、比重
比重是一个密度测量单位。在25℃的条件下，一个充满电的电池比重应有1.27，电解液中硫酸的浓度越稀，比重就越低。当电池放电时，化学反应会降低电解液中硫酸的比重。因此，电解液浓度的高低可以直接反映出电池的充电情况如何。测量电解液的比重的最简单可靠的办法是用比重计，该装置是一个球型的玻璃吸液管，用它将电解液从电池壳中抽出来，与比重计柱中的玻璃浮标持平的刻度显示即为电解液的比重值。
在实际测量电解液的比重时，客户需要注意以下三个方面：
● 为使测量结果真实，在刚往电池格中加了液之后，请不要马上测量比重，要将电池充电使水和沉淀的硫酸均匀混和，这样测出的比重才可靠。
● 在发电机组长时间运行之后，如果马上测量比重，则实测值会略高于其实际值。
● 比重计刻度是校正在25℃(77℉)的条件下,电解液的比重,应随着温度的高低作出相应的校正，即每升高约5.5℃(10℉)时，读数就会增加0.004。同样，实际温度每比参考温下降约5.5℃(10℉)时，比重读数就会相应减少0.004。
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警告：当往电池中加入电解液时，应注意缓缓加入，并防止液体飞溅。 |
四、比重修正
在环境温度经常高出25℃(77℉)的地区，应使用比重为1.240的电解液，因为这种较高的温度可以使电解液更具活性，则强度中等的电解液能够延长蓄电池的使用寿命。与此相反，在较冷的气候条件下，蓄电池应该加入比重略大的电解液，在某些情况下,甚至可以采用1.290-1.300比重的电解液。
五、电池的保养
| 警告：维修保养电池时，应穿上防酸围裙和戴上面罩或防护目镜，一旦电解液不慎溅落在皮肤或衣物上时，应立即用大量清水冲洗 |
蓄电池随机送达客户处时，是未加注电解液的。因此，在使用前应加入已均匀混合的正确比重的电解液。把电池格顶盖旋开，缓缓注入电解液直到位于金属片上部两刻度线之间并尽量接近上刻度线止。加好后，请不要马上使用，应先让电池停放15分钟左右，有条件的客户，还可以接上充电机予以充电到适量。
当出现以下情况之一时，充电时间允许适当延长：
● 电池存放时间超过3个月，充电时间可以为8小时，
● 环境温度持续超过30℃（86℉）或相对湿度持续高于80%，充电时间可以为8小时；
● 如电池存放时间超过1年，充电时间可以为12小时。
● 如果充电器电流输出不足，那么较低电流亦可，但充电时间应该按比例延长。
● 在充电行将结束时，应检查电解液的液位是否足够，必要时可加入正确比重的标准电解液。
注意：充电电流的大小和充电时间的长短还应同时考虑到电池的新旧情况和电池已有电量的多少。
| 警告：在给电池充电时，应首先将电池过滤帽或排气孔盖打开，并检查电解液水位，需要时用蒸馏水调整。 |
打开充电器，观察正常的充电率，Amp-hous(安培小时)容量决定，还要视电池的新旧情况及目前充电水平。在开始充电之后，充电电流会随着电池的饱和而逐渐减小。要检查充电情况则要在充电器断开后，让电池休息一段时间。然后用比重计测每格电池液的比重。
正常的操作和充电会导致一些水被蒸发,这就需要随时对电池进行补充加液。先把电池外表，尤其加注口周围全面清洁以避免污物进入电池格，然后把孔塞取下。加入蒸馏水，直至适当液位即可。
六、对电池充电
| 警告：确保电池是在通风良好的环境进行充电，附近不可有火花或明火。不要在不能挡风雪的环境充电，充电机切勿进水。 |
| 注意：当操作柴油发电机组运行前，应首先确保上述电池充电机断开。 |
● 对于配置了蓄电池充电器的康明斯系列的发电机组启动控制屏。屏内装有一个对应电池充电电压的浮充装置，该浮充装置的电源为单相市电之标准电压（220VAC），它的作用最主要是防止当发电机组长期停放时避免电池过量放电，导致电池损坏和影响发电机组的正常可靠启动。客户只需按要求将220VAC的单相市电正确接入控制屏的相应接线端子上即可，无需另外配电池充电机。电池浮充装置的特点决定了其适合连续24小时向电池充电。它的优点是，只需将电源正确接入，就无需再对电池进行额外的保养工作。而且，由于其独有的充电方式和过压、过流等的全面保护，在标准220VAC电源的充电条件下，其充电过程不会给电池造成任何损害。当发电机组启动运行后，电控部分会自动断开浮充回路。这就同时对充电机和电池起到了较好的保护作用。
● 当柴油发电机组正在运行时，发电机组电气接线可以确保将浮充装置与电池自动隔离开，而发电机组自带之电池充电机会持续向电池充电，直到发电机组运行结束后，才重新自动转由浮充装置向电池充电。
| 注意：高温也会使电池损坏，在充电过程中要小心，尤其在热气候环境，电池温度决不允许超过40℃。 |
七、电池充电错误及故障排除表
| 故障原因 | 故障排除 |
| 充电线缆接错或电池接头不好 | 检查并清洁接线、接头 |
| 电池损坏或充电电压太低 | 更换新电池或调高充电电压 |
| 市电失压或没有正确连接 | 检查市电情况及检查市电到充电机的线路 |
| 充电熔丝烧断 | 更换新熔丝 |
| 整流二极管坏 | 更换已损坏的二极管 |
| 故障现象 | 故障排除 |
| 充电电流表损坏 | 更换新电流表 |
故障3：充电效率低
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故障现象 |
故障排除 |
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市电电压偏低 |
检查市电供应情况 |
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充电机变压器抽头错 |
检查市电电压是否与该抽头正确对应 |
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充电电缆接头松动 |
检查并拧紧接头 |
故障4：充电接头发热
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故障原因 |
故障排除 |
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接头连接不良 |
清洁接头并重新接牢 |
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接头螺丝松 |
清洁并拧紧接头螺丝 |
图6 蓄电池故障大全
蓄电池其他故障表（如图6）
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常见故障
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不良现象
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故障产生的原因
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故障的处理方法
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蓄电池充电不足
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1.静止电压低
2.密度低，充电结束后达不 到规定要求 3.工作时间短 4.工作时仪表显示容量下降快 |
1.充电器电压、电流设置
过低 2.初充电不足 3.充电机故障 |
1.调整，检修充电器
2.蓄电池补充充电 3.严重时需更换新电池 |
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蓄电池过充电
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1.注液盖篓色泽变黄，变红
2.外壳变形 3.隔板炭化、变形 4.正极腐蚀、断裂 5.极柱橡胶套管上升、老 化、开裂 6.经常补水，充电时电解液 浑浊 7.极板活性物质均匀脱落 8.正极板爆管 |
1.充电器电压，电流设置
过高 2.充电时间过长 3.频繁充电 4.放电量小而充电量大 5.充电机故障 |
1.调整，检修充电器
2.调整充电制度 3.严重时需更换新电池 |
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蓄电池过放电
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1.蓄电池静止电压低
2.充电后电解液密度低 3.正、负极板弯曲，断裂 |
1.蓄电池充电不足而继续
使用 2.蓄电池组短路 3.小电流长时间放电 |
1.补充充电
2.检修车辆 3.严重时需更换新电池 |
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蓄电池短路
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1.静止电压在2V以下
2.电解液密度过低 3.充电时温度高 4.叉车工作时间短 |
1.极板弯曲变形短路
2.隔板缺少或装配中破损 3.正极活性物质脱落、底部短路 |
需更换新电池
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断路
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1.外接负载通路时电压异
常，不稳定 2.充电时电流无法输入 |
1.极柱或极板组装时焊接
不良 2.外部短路 3.大电流放电 4.连线接触不良或断开 5.极板腐蚀 |
1.需修理蓄电池
2.必要时需更换新电池 |
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蓄电池添加电解液
不当 |
密度高时：
1.充电后电解液密度≥ 1.300g/cm3 2.蓄电池静止电压高 3.初期容量好，使用一段时 间后容量降低 4.电解液浑浊 密度低时： 1.充电后电解液密度低于 规定值 2.蓄电池容量低 加液不纯： 1.蓄电池容量低 2.电解液浑浊，色泽异常， 有异味 3.蓄电池自放电严重 |
1.初加液密度过高或过低
2.液面降低补液错误，没 有按规定加入纯水，而是 误加入稀酸 3.初加液不纯（含有杂质 |
1.蓄电池换电解液
2.严重时需更换新电池 |
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极板硫酸盐化
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1.正常放电时容量降低
2.密度下降低于正常值 3.放电时电压下降快 4.开始充电电压高 5.充电时气泡产生早 6.PbSO4结晶粗大 |
1.初充电不足
2.放电状态下，放置时间 过长 3.长期充电不足 4.电解液密度过高 5.液面过低，极板上部暴 露在电解液外面 6.电解液不纯 7.内部短路 |
1.过充电法
2.反复充电法 3.水疗法 |
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活性物质
过量脱落 |
1.充电时有灰褐物质从
从底部升起 2.蓄电池容量减小 |
1.褐色沉淀是由于充电电
流过大 2.白色沉淀是由于过量放 电 3.蓄电池电解液不纯 |
1.清理沉淀
2.调整密度 3.必要时需更换新电池 |
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蓄电池反极
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1.电压呈负值
2.充电后电解液密度在 1.20 g/cm3以下 3.正负极柱、极板颜色相反 |
充电时正、负极连接错误
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1.可反向充电
2.严重时需更换新电池 |
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蓄电池漏液
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1.注液口漏夜
2.槽、盖封合处漏夜 3.渗液 4.槽体外部有碰伤痕迹 |
1.槽、盖热封不良
2.极柱橡胶圈问题 3.封口剂开裂 4使用中疏忽受外力撞击 |
1.修理
2.必要时需更换新电池 |
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