汽車蓄電池容量的檢測方法詳解

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上汽車蓄電池容量的檢測方法詳解汽車蓄電池是汽車啟動時的唯一電源，在汽車發(fā)電機(jī)不工作時，它可以在一段時間內(nèi)向汽車的用電設(shè)備供電（12h）；在發(fā)電機(jī)正常發(fā)電時，它將發(fā)電機(jī)供給用電器后多余的電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能儲存起來，供下次啟動或其它用電。 蓄電池的工作能力隨其規(guī)格型號不同而不同，也隨其生產(chǎn)的年代、廠家牌號有較大區(qū)別。同一個蓄電池，由于不同的使用維護(hù)水平，其剩余的工作力也不同。加上蓄電池自身的自行放電，極板硫化等不可避免的因素作用，也會使蓄電池的工作能力逐漸削弱以至報廢。因此，在必要時對蓄電池的工作能力進(jìn)行檢測就成為汽車維護(hù)與保養(yǎng)的重要工作之一。一、蓄電池的容量指標(biāo)及其測定 蓄

2、電池的工作能力用“容量”來衡量，它是在規(guī)定的端電壓范圍內(nèi)，蓄電池對負(fù)載供給一定電流所能持續(xù)的時間（t），即衡量蓄電池電能做功的能力A=UIt（瓦秒）。在實際運用中，蓄電池的容量指標(biāo)Q常用安培小時（Ah）來表示： QI·t（A·h） I放電電流（A）；t放電時間（h） 由于電流單位安培(A)庫倫/秒，所以容量的單位安培小時（Ah）庫倫/秒×3600秒=3600庫倫（3.6kC）。 庫倫是電荷量單位，1庫倫=6.24×1018（624億億）個電子所帶的電量，所以容量與電池的物質(zhì)量（正負(fù)極板數(shù)、總面積、電解液密度）有關(guān)。對于標(biāo)準(zhǔn)正、負(fù)極板組而言，每片正極板的額

3、定容量為15Ah，每個單格電池中負(fù)極板數(shù)總是比正極板多1片，因此可以算出一定容量的單格電池中正負(fù)極板的準(zhǔn)確片數(shù)，如3-QA-60Ah蓄電池，其額定容量為60Ah，正極板數(shù)=60（Ah）/15（Ah）4；負(fù)極板數(shù)4+15。如果蓄電池的額定容量不是15Ah的整數(shù)倍數(shù)，則極板的尺寸、厚度及材料就會有所區(qū)別。 蓄電池的常用容量指標(biāo)有“額定容量”、“儲備容量”和“啟動容量”三種。1. 額定容量 根據(jù)GB5008-91規(guī)定，額定容量是：將充足電的新蓄電池在電解液溫度為25±5條件下以20h率的放電電流（即0.05Q20）連續(xù)放電至單格電池平均電壓降到1.75V時輸出的電量。額定容量是檢定蓄電池質(zhì)

4、量的重要指標(biāo)，新蓄電池必須達(dá)到該指標(biāo)，否則被視為不合格產(chǎn)品。額定容量的檢測電路如圖1所示。檢測時，要注意隨時調(diào)整鎳鉻合金電阻率的阻值大小。因為放電時間長了，蓄電池的端電壓就會緩慢下降，需隨時調(diào)整負(fù)荷阻值才能維持放電電流不變；放電過程中鎳鉻合金線的滑動變阻器溫升會有所上升，但在4.5A電流作用下，阻值上升不明顯。我們對3個品牌的額定容量為45Ah的免維護(hù)蓄電池在相同條件下，以10h放電率（45Ah/10h=4.5A）進(jìn)行放電測試，測試記錄如表1所示。對三種品牌的同容量的免維護(hù)蓄電池加入相同電解液在同一充電機(jī)工作臺上以相同的充電電流和充電時間充足電（約6h×4A），隨機(jī)抽取各品牌電池各1

5、個，用4.5A電流放電，蓄電池端電壓高于10.50V的延續(xù)時間（h）與放電電流（A）的乘積為10h率額定容量。所以在3個樣品的測試記錄中，A廠蓄電池額定容量Q9.16×4.541.22Ah，為名義額定容量的91.6%；B廠蓄電池額定容量為Q=7.7×4.534.65Ah，為名義額定容量的77%；C廠蓄電池的額定容量為Q7.58×4.534.11Ah，為名義額定容量的75.8% 。所以A廠的6-QA-45容量最高，B廠的6-QAW-45次之，C廠的N45再次之。如果用2.25A電流放電，容量值還會上升一些。從放電記錄還可以看出，在以10h率放電時，蓄電池端電壓每小時

6、下降率越來越大。如A廠的6-QA-45，電解液密度每小時下降0.0150.03，電解液溫度上升不明顯。2. 儲備容量      根據(jù)GB5008.1-91規(guī)定：充足電的蓄電池在電解液為25±2條件下以25A恒流放電至單格電池平均電壓降到1.75V時的放電時間稱為蓄電池的儲備容量，單位為分鐘（min）。    儲備容量表達(dá)了在汽車充電系統(tǒng)失效時，蓄電池作為唯一電源能為照明和點火系統(tǒng)等用電設(shè)備提供25A恒流的能力。    儲備容量首先從美國開始應(yīng)用。調(diào)研認(rèn)為20h率的額定容量不能完全反映汽

7、車運行的實際情況，若充電系統(tǒng)一旦發(fā)生故障，如發(fā)電機(jī)皮帶斷裂、調(diào)節(jié)器失效等，這時不知道由蓄電池單獨供電還能使汽車行駛多久？    25A恒流放電時考慮的因素為：點火系24A；照明1015A；儀表23A；雨刮器34A；除霜器約69A。耗用總電流取中間值約為25A。    用儲備容量代替20h率額定容量有明顯的實用價值。再從設(shè)計角度考慮，同樣體積的蓄電池，當(dāng)極板減薄而增加片數(shù)時，啟動性能會提高很多，而20h額定容量卻要減少。停止使用20h率額定容量對電池技術(shù)發(fā)展是有利的。    國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定12V45Ah蓄電池

8、在電解液溫為25的室溫條件下以25A恒流放電，蓄電池端電壓維持在10.50V（單格電壓1.75V）以上的時間不得少于67min。經(jīng)測試，A廠的6-QA-45蓄電池儲備容量較高（75min），為規(guī)定的112%；B廠的6-QAW-45為5.5min，為規(guī)定的82%，C廠的N45為64min，約為規(guī)定的95.5%。    由于放電電流為2.5A，所以蓄電池的端電壓下降很快，如6-QA-45每10min的下降率分別為：0.740.080.090.130.150.20.220.27，比放電電流為5A時要快近6倍。電解液的密度也下降很快，每10min下降0.02g/mL，也比

9、放電5A時快近6倍。    進(jìn)行儲備容量放電測試時的電路連接與額定容量時基本相同，只是將負(fù)荷電阻調(diào)得更小些，在端電壓接近或低于10.50V時電壓下降很快，所以不一定要等到間隔10min才去記數(shù)。    儲備容量的測試更接近實用，測試時間縮短了很多。儲備容量的測試電路與圖1基本相同，但要注意滑動變阻器的允許電流值、電流表量程及其分流器的選擇。3. 啟動容量      國家標(biāo)準(zhǔn)曾規(guī)定：當(dāng)電解液溫度為-18時，以3倍或4倍額定容量數(shù)值的電流放電2.5min（150s）單格電壓降至1V所提供的電量為蓄電

10、池的啟動容量。如6-QAW-45Ah免維護(hù)干荷蓄電池的啟動放電電流應(yīng)為3×45=135A，放電2.5min（150s），蓄電池端電壓降到6V時的電量，如果能維持6V至2.5min，則其啟動容量為Q=It=135A×0.042h=5.6Ah。這說明鉛酸蓄電池放電電流特別大時，電化學(xué)反應(yīng)極其劇烈，產(chǎn)生的PbSO4 晶粒也很粗大，容易將極板海綿狀組織的縫隙堵塞，電化學(xué)反應(yīng)難以深入到極板內(nèi)層，容器中的硫酸分子也難以滲透到極板孔隙中去，所以啟動容量很小。    低溫啟動能力是衡量汽車蓄電池能力的最主要指標(biāo)，它直接關(guān)系到汽車的操縱性能。在汽車維修的竣工質(zhì)量

11、標(biāo)準(zhǔn)中（GB/T15746.2-1995）規(guī)定“當(dāng)環(huán)境溫度不低于-5時，應(yīng)啟動順利，允許連續(xù)啟動不多于3次，每次啟動不多于5s”。“若啟動超過3次或多于5s均為不合格”。在啟動機(jī)和控制電路以及內(nèi)燃機(jī)正常的前提下，蓄電池能否提供強(qiáng)大電流、保持蓄電池端電壓在規(guī)定值以上并持續(xù)相當(dāng)時間，是評價蓄電池啟動能力的重要指標(biāo)。    對免維護(hù)干荷蓄電池的新產(chǎn)品，若其額定容量為60Ah，首次注以規(guī)定密度的電解液后，不經(jīng)初充電啟動放電電流為300A，放電終止電壓為6.0V時的連續(xù)放電時間應(yīng)不小于1.4min。對普通蓄電池，當(dāng)液溫為-18以下，啟動放電電流為348A，連續(xù)放電30s，其

12、端電壓應(yīng)不低于7.2V。該項試驗允許進(jìn)行3次，有1次達(dá)到即為合格。    日本汽車蓄電池啟動能力中規(guī)定的放電電流比較容易操作，如N系列蓄電池額定容量在60Ah以下者規(guī)定為150A；60100Ah的蓄電池啟動放電電流規(guī)定為300A；100200Ah蓄電池啟動放電電流規(guī)定為500A。放電持續(xù)時間在2.6min、3.6min不等，5s后端電壓不低于8.2V，7.6V不等。部分日本蓄電池性能舉例如表3所示。部分國產(chǎn)和歐洲蓄電池性能如表4所示。    表3中日本蓄電池型號是逐步小型化、高性能化的（N為標(biāo)準(zhǔn)型）。從表中數(shù)據(jù)可見，在容量相

13、等或相近的不同電池中放電時間有所增長，30s后電壓有所上升，總體質(zhì)量有所減少。在進(jìn)行啟動容量檢測時應(yīng)當(dāng)注意以下幾個問題：    (1) 放電電流在1001000A范圍內(nèi)，持續(xù)時間比較長（13min以上），要慎重選擇放電負(fù)荷。一般用合金鋼絲繞制的滑動變阻器已不可用，必須選購直徑24mm的鎳鉻合金鋼絲。此外，合金鋼絲在通電開始瞬間電流很大，甚至可達(dá)400A以上，幾秒鐘后電阻絲燒紅了，阻值迅速上升，電流就降到160A左右，端電壓又回升到11V左右。為此建議：電阻絲必須浸泡在水中通電加熱，產(chǎn)生的熱量可以隨時散入水中，從而維持電阻絲的溫度阻值不變，獲得穩(wěn)定的放電電流。

14、60;   (2) 電阻絲與開關(guān)、蓄電池極拄、電流表之間需用黃銅螺栓連接緊固，連接導(dǎo)線需用16mm2以上的多芯軟銅線。    (3) 電流表量程要慎重選擇。一般應(yīng)為300A到1000A左右的，被測電流應(yīng)為表頭量程1/32/3為好，電流表的分流器應(yīng)與表頭正確匹配。分流器需用熱穩(wěn)定性良好的康銅為材料。    (4) 必須選用100A/380V以上容量的閘刀開關(guān)或磁力接觸器作為放電電路的控制總閘，使放電電路的接通與數(shù)碼顯示計時器的動作同步，使放電電路的斷開與數(shù)碼顯示計時器的停止同步。蓄電池啟動容量的測定電路見圖2。按上述

15、方法我們測得A、B、C廠12V45Ah干荷免維護(hù)蓄電池的啟動放電記錄如表5所示。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：對于12V45Ah蓄電池的啟動能力，要求電解液溫度在-18時，恒流放電180A，歷時60s，蓄電池端電壓不低于8.4V（單格電池1.4V）。三種電池放電時間超過100s時，端電壓均在9.85V以上（單格電池電壓平均1.645V），所以均為合格。 在三種蓄電池中，A廠生產(chǎn)的6-QAW-45蓄電池，用180A恒流放電持續(xù)至200s，端電壓仍在10.00V以上，居于第一位；C廠的N45型蓄電池也可在200s以內(nèi)維持電壓9V以上（單格1.5V），居于第二；B廠的6-QA-45蓄電池在放電100s時端電壓最低。

16、再看放電終了電解液密度，A廠下降幅度最大，電壓下降較慢，說明電化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行得徹底，有較多的活性物質(zhì)和電解液參與了反應(yīng)。而B廠的產(chǎn)品的電解液密度下降較少，電壓下降較快，說明電化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行得不如A廠的產(chǎn)品徹底，給出的容量則較少。 以上三種容量檢測方法比較嚴(yán)格、準(zhǔn)確，但耗用時間很長，也需要較多儀器設(shè)備。二、日常維修保養(yǎng)時檢測蓄電池的方法1. 用密度計檢測蓄電池的存電量 在日常維修保養(yǎng)時，檢測蓄電池容量的方法必須簡便易行。采取測試電解液密度與充足電時的密度相比較的方法，即可知道存電容量為多少。例如，東北地區(qū)冬季最低氣溫在-40以下，充足電時的電解液密度為1.29（夏季充足電時應(yīng)為1.26）。不同程度放

17、電的電解液密度如表6所示。因此，從密度便可推知放電的百分比。不同地區(qū)氣候條件下充足電時的電解液密度各不相同，要注意區(qū)別。密度計在使用時要注意保持垂直，不使浮子與玻璃管粘住。電解液密度每下降0.04，蓄電池便相應(yīng)地放電大約25%的額定容量。密度計的使用及浮子上的刻度如圖3所示。圖中紅區(qū)（低于1.150）表示“電已放完”；綠區(qū)（1.1501.250）表示“存電約一半”；黃區(qū)（1.2501.300）表示“電已充足”。測試前要先了解本地區(qū)該季節(jié)該型號蓄電池充足電的電解液密度值，再將所測密度值換算成標(biāo)準(zhǔn)溫度（25）下的密度值。按公式P25Pt0.00075（t25）計算。式中P25-標(biāo)準(zhǔn)溫度下的電解液密

18、度（g/cm3）；Pt-測試時電解液密度；t-測試時的電解液的溫度。例如，某蓄電池在25時測得其電解液密度為1.26；該電池充足電時的電解液密度為1.29，那么，其放電程度如何呢？是否需要補充電？為此先計算標(biāo)準(zhǔn)溫度下的密度值： P25P-25-0.00075×（25+25）1.26-0.03751.223 其密度降低值為1.29-1.223 =0.067 實踐證明：電解液密度每降低0.01，則相當(dāng)于放電6%，由此可以估算該電池放電程度為：0.067/0.01×6%=40.2%該蓄電池已放電40.2%，超過了冬季放電允許值（25%），應(yīng)當(dāng)立即從汽車上拆下來補充電。如果不經(jīng)過換

19、算修正，僅看電解液在密度計上的刻度1.26，可估計為“充電已足”或放電18%（見圖3），僅看密度計上紅、綠、黃區(qū)判斷存電程度只是一種粗略簡便的方法，但誤差太大。2.用蓄電池的檢測栓判斷存電量 目前較高檔的蓄電池的免維護(hù)程度更高，不需添加蒸餾水或電解液，甚至采用全封閉的結(jié)構(gòu)。這樣的蓄電池存電的多少就采用檢視孔或檢測栓的辦法，仍然是利用存電量與電解液密度的相互關(guān)系來進(jìn)行判斷，如臺灣產(chǎn)的統(tǒng)一牌“N50Z-MF”免維護(hù)蓄電池即為一例。(1)鉸鏈浮子式檢測栓 臺灣產(chǎn)“統(tǒng)一 N50Z-MF”免維護(hù)蓄電池由日本電池投資合作，天津經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)提供技術(shù)服務(wù)。該電池有以下主要特點： 采用全白塑料外殼；能清晰顯示電解

20、液的多少；電解液面高出極板近70mm，因此極板高度及面積為一般同體積容量蓄電池的2/3，且極板外面有白色（玻璃棉絲）色套，能有效地防止活性物質(zhì)脫落造成極板之間短路。 電解液高出極板上緣70mm以上，比一般電池的電解液容量多得多，不會發(fā)生極板外露導(dǎo)致極板氧化、硫化的弊病。 在每個蓄電池的6個單元格中有1個單格設(shè)有1個技術(shù)狀態(tài)檢測栓，當(dāng)蓄電池為荷電干極狀態(tài)時，小孔顯示白色，表示“未灌電解液”；當(dāng)灌入足量合格密度的電解液（如1.2851.300）之后，檢查孔呈淺藍(lán)色；如果在使用中電解液密度下降到“電已放完”，檢查孔也會呈現(xiàn)白色。 統(tǒng)一牌蓄電池存電檢測栓的結(jié)構(gòu)原理如圖4所示，檢測栓通體長約70mm，由

21、透明有機(jī)玻璃制成。在其下端浮子架內(nèi)側(cè)有一錐形結(jié)構(gòu)，能起到凸透鏡放大作用，顯示浮子顏色。在檢測栓上部用M16×2.0螺塞與電池上蓋擰緊持平。偏心雙色浮子用塑料鑄成，它的密度在水和電解液之間，放在水中下沉，但在1.285電解液中有較大浮力，用力下按也不沉，白藍(lán)兩面均可保持不沉，可見內(nèi)部材質(zhì)是均勻同一的。將偏心浮子的銷軸輕輕壓入浮子架的支承孔中（支承孔徑1.8mm，浮子銷軸直徑1.5mm），浮子可在孔中自由轉(zhuǎn)動。當(dāng)電解液密度足夠大（應(yīng)大于1.24），而令浮力達(dá)到一定值時，則上浮力矩使浮子上轉(zhuǎn)至藍(lán)色面（英文指示“OK”），表示“電已充足”；當(dāng)電解液密度下降至某一值（如1.151.12左右），

22、浮力下降，重力矩使浮子向下偏轉(zhuǎn)，使白色面向上，表示“電已放完”或“電解液不足”，必須充電或加注蒸餾水（英文指示“charging necessary or add distilled water”）。(2)雙色浮球式檢測栓 另一種蓄電池技術(shù)狀態(tài)檢測栓的結(jié)構(gòu)和工作原理如圖5所示。這種檢測栓又稱蓄電池內(nèi)裝式密度計，由透明塑料管、底座和一紅一藍(lán)兩只小球組成，通過螺紋安裝在蓄電池上蓋內(nèi)側(cè)。兩只小球裝在塑料管與底座之間的中心孔內(nèi)，紅球在上、藍(lán)球在下。這兩只小球是由不同密度的塑料制成，因此可隨電解液相對密度的變化而上下浮動。 該蓄電池檢測栓是根據(jù)光學(xué)折射原理來反映蓄電池技術(shù)狀態(tài)的。 當(dāng)蓄電池電量充足，電解

23、液密度大于1.22時，兩只小球向上浮動到極限位置，通過內(nèi)部光線折射，在觀察孔上端形成“內(nèi)紅外藍(lán)”（中心呈紅色圓點，周圍呈藍(lán)色圓環(huán)），表示蓄電池技術(shù)狀態(tài)良好，英文說明標(biāo)以“OK”（圖5b）。當(dāng)蓄電池電量不足，電解液密度過低時，藍(lán)色小球下沉到極限位置，則觀察孔呈現(xiàn)“內(nèi)紅外無色”（中心呈紅色圓點，周圍是無色透明圓環(huán)），表示蓄電池虧電嚴(yán)重，必須立即充電，英文說明標(biāo)為“charging necessary”。 當(dāng)電解液液面過低時，兩只小球都將下落到極限位置，此時觀測孔上呈“外紅內(nèi)無色”（中心呈無色透明圓點，周圍是紅色圓環(huán)），表示電解液不足，說明蓄電池不能繼續(xù)使用，必須更換。如果這種檢測栓裝在干荷蓄電池上

24、，則表示必須添加蒸餾水。英文說明標(biāo)示為“Add distilled water”。 蓄電池是一種易損耗的大型零部件，其壽命長的可達(dá)34年，短的12年，而且越是經(jīng)常行駛的汽車（尤其是長途使用），蓄電池壽命越長；越是經(jīng)常停放的汽車或公共汽車，經(jīng)常放電卻又充電不足，蓄電池壽命反而更短。 蓄電池的自行放電和極板逐漸硫化是鉛酸蓄電池不可避免的“漸生故障”，只是隨著對產(chǎn)品材料和工藝日趨嚴(yán)格的要求，如變鉛銻合金為鉛鈣合金，又逐步變?yōu)椤叭堂饩S護(hù)”而已。有些人習(xí)慣僅使用電壓表或萬用表的電壓檔不加負(fù)載來檢查蓄電池的存電是否充足，這是很不可靠的。因為即使是啟動放電終了的蓄電池，只要一旦停止放電，蓄電池的正負(fù)極板和

25、電解液之間馬上就能夠達(dá)到開路電壓電動勢，馬上就能恢復(fù)它們之間的電位差，每單格約2.1V，整個電池約12.6V以上。單單測量電壓時，消耗電流極少，故而不會在電池內(nèi)部產(chǎn)生大的壓降，所以顯示電壓并不低，但若加上相當(dāng)?shù)呢?fù)載，如前照燈（1015A）、喇叭（612A），電瓶便會使燈光暗淡、喇叭沙啞，從而顯示出存電不足。 用密度計來檢測蓄電池的存電量也有一定的局限性。首先是要知道蓄電池在當(dāng)時（夏季或冬季）當(dāng)?shù)兀|北、華北、華中、華南等）充足電時電解液的密度是多少？以此為基準(zhǔn)才好進(jìn)行比較類推。其次是在日?；蚨ㄆ诰S護(hù)時注意補加純水而不要加電解液，特別是不要加入濃度高的電解液，有時可以加入低濃度的（如1.15）的

26、稀電解液。如果加入高濃度電解液甚至濃硫酸，則不僅會使極板嚴(yán)重硫化，損害電池壽命，還會形成“密度高而存電少”的后果。 在日常保養(yǎng)及維修中真正能夠一針見血而又方便快捷地檢測蓄電池存電多少，還是使用“大電流放電叉”較為準(zhǔn)確。以前許多教科書將這種放電叉稱為“高頻放電計”是不妥的，因為被測的蓄電池電流、電壓均為直流電，與“頻率”沒有關(guān)系。后來改為了“高率放電計”，尚可。又由于這種儀器除了進(jìn)行啟動放電之外，還可以進(jìn)行發(fā)電機(jī)的檢測，一般稱為“蓄電池檢測儀”較好。3.蓄電池檢測儀 蓄電池檢測儀實際上是根據(jù)圖2的啟動放電測試原理組合而成的，是在幾秒鐘內(nèi)檢測蓄電池存電多少的一種便攜式工具，主要由直流電壓表、大電流放電電阻絲、粗軟銅線所接的觸筆（刀、錐）或大魚夾等組成。 直流電壓表、量程應(yīng)在020V之間，有時為了測量單格、3格蓄電池電壓，還須有02.5V、09V等刻度。該電壓