汽车蓄电池的维护与故障诊断

蓄电池结构原理：蓄电池分为铅酸蓄电池和镍碱蓄电池2大类，我们车辆最常用的是铅酸蓄电池类的免维护蓄电池，蓄电池在起动时向起动机和点火系统供电，用电设备过多，超过发电机供电能力时，向用电设备供电，吸收电路中的瞬时过电压，保护用电设备。12V汽车蓄电池由6个单格蓄电池串联而成，每个单格蓄电池标称2V。


图1
充放电原理：蓄电池是一个化学电源，其充电和放电过程是一种可逆的化学反应。
免维护蓄电池使用注意事项与故障维修诊断：
在使用过程中不注意保养维护，会导致蓄电池出现不可逆的损坏，因此，正确使用蓄电池会大大提高蓄电池的使用寿命。
蓄电池的维护注意事项：
1、经常擦拭蓄电池表面，保持清洁，防止蓄电池极间短路；
2、检查极线桩头连接情况，紧固线夹，去除氧化层；
3、检查通气孔是否畅通，蓄电池表面是否清洁；
4、每次起动时间不超过5S，连续起动间隔时间大于15S；
5、长期不使用车辆时，拆掉蓄电池负极接线，定期起动车辆给蓄电池充电或使用充电机给蓄电池充电。
蓄电池故障类型：
1、极板硫化，蓄电池长期处于充电、放电状态，在极板上会生成一层白色的粗晶粒的硫酸铅，在正常充电时，不能转化为二氧化铅和铅，称为“硫酸铅硬化”简称“硫化”，极板硫化的蓄电池的特征为，充电快，放电也快。
2、自放电，充足的蓄电池，放置不用而逐步失去电量，称为自行放电，如果24小时自放电小于容量的2%，为正常自放电，24小时自行放电的损失大于容量2%，为自放电故障，故障产生的原因有，1）电解液中或极板材料中含有杂质，不同材质间形成电位差，引起局部放电；2）蓄电池盖上有电解液，使正负极形成通路；3、）长期不用，硫酸下沉，电解液上下浓度不等，形成电位差，引起放电；4）、极板上活性物质脱落，沉积在壳体底部，造成极板之间短路。
3、极板活性物质脱落，使蓄电池的容量下降，造成极板短路，引起自放电；
4、蓄电池内部短路，格极板损坏或从极板上脱落大量活性物质，沉积在蓄电池底部，造成蓄电池自放电；
蓄电池故障检查诊断：
1、看外观，观察蓄电池表面是否有破损和电解液泄漏现象，蓄电池的两侧是否出现比较明显的膨胀变形或出现鼓包的情况，观察蓄电池桩头四周围是否有白色或绿色的类似粉末状的氧化物；
2、测量电压，通过蓄电池测量仪或万用表来测量蓄电池的电压。正常情况下，蓄电池的空载电压在13伏左右，满载电压不会低于12伏。蓄电池电压偏低，会出现车辆启动困难或无法启动的情况，如果蓄电池长时间保持一个低电压状态，会导致不可逆损坏。还需要参考测量车辆发电机的发电量情况，一般里程数较高的车，发电机内部的碳刷会变短，发电量有所下降，无法满足电瓶的正常充电使用，这时则应考虑更换发电机来解决电压偏低的情况。
3、检查车辆是否加装电器，加装的电器功率消耗会导致供电系统超负荷工作，损坏蓄电池。
4、检查车辆是否有异常耗电情况，车辆存在暗电流也是导致蓄电池异常亏电的主要原因。
汽车的暗电指的是点火开关在ＯＦＦ的位置（汽车无工作状态）时，电器不工作，所有模块休眠后所消耗的电流。暗电流的大小直接关系到车辆蓄电池的存放时间长短，在日常维修过程中，也常用测量整车暗电流方式排除蓄电池异常亏电原因。
常见的暗电流检查方法有万用表串联测量和毫安级电流钳测量两种，使用万用表测量暗电流方法：
1、发动机熄火，点火开关至OFF档，断开蓄电池负极电缆；
2、万用表选择电流档（第一次测量量程建议先选择大量程，如10A，20A，熟悉车辆暗电流数值和接线方法后，为了更高的测量精度，可以选择毫安级量程），万用表负极测量线接蓄电池负极接线柱，正极测量线接蓄电池负极电缆端，确保接线牢固（测量表笔暂不接万用表），
3、将蓄电池负极电缆连接到蓄电池负极，紧固连接螺栓后，再将万用表表笔连接万用表插孔，这时暗电流显示为零；
4、启动发动机，使用车辆电器（包括多媒体导航、空调、灯光等，必要时行驶段距离，以便激活类似胎压模块这类控制器）；
5、发动机熄火，钥匙至OFF档，遥控上锁进入防盗，静置一定时间待各模块休眠后（不同车模块休眠时间不同），小心断开蓄电池负极电缆，可测出整车暗电流，暗电流不大于10毫安属于正常，如果大于10毫安，说明汽车电路存在暗电流，这个时候需要参考车辆电路图，逐一断开各用电设备的保险，刚才暗电流是否存在变化，如果断电到某个电路保险后，暗电流恢复正常值，需要对此电路进行排查，找出电路异常耗电原因，排除故障。（图2）蓄电池亏电处理方法：

图2
1.免维护蓄电池亏电的常规判断
（1）蓄电池开路端电压低于12.5V即存在亏电现象一般将亏电现象分为：
a）轻微亏电：开路端电压为12.0V～12.5V。
b）中度亏电:开路端电压为10.5V～12.0V。(轻度硫化)
c）严重亏电:开路端电压低于10.5V。(中度及严重硫化)
（2）蓄电池容量状态显示器(电眼)显示的颜色呈白色（双色球电眼）和黑色（单色球电眼）为亏电。
2.免维护蓄电池硫酸盐化的现象分析
蓄电池长期亏电易导致电池内部极板硫酸盐化，主要表现症状为：
（1）铅蓄电池在充电过程中电压上升的很快，其初期和终期电压过高，终期充电电压可达2.90V／单格左右。
（2）在放电过程中，电压降低很快，即过早的降至终止电压，所以其容量比其它电池显著降低。
（3）充电时，电解液温度上升的快，易超过45℃。
（4）充电时，电解液密度低于正常值，且充电时过早地发生气泡。
（5）电池解剖时可发现极板的颜色和状态不正常。正极板呈浅褐色(正常为深褐色)，极板表面有白色硫酸铅斑点，负极板呈灰白色(正常为灰色)极板表面粗糙，触摸时如同有砂粒的感觉，并且极板发硬。
（6）严重的硫酸盐化，极板形成的硫酸铅白色结晶体粗大，在一般情况下不能复原成活性物质。
3.免维护蓄电池硫酸盐化的产生原因分析
铅蓄电池初充电不足或初充电中断时间较长。铅蓄电池长期充电不足。放电后未能及时充电。经常过量放电或小电流深放电。电解液密度过高或者温度过高，硫酸铅将深入形成不易恢复。铅酸蓄电池搁置时间较长，长期不使用而未定期充电。内部短路局部作用或电池表面水多造成漏电。电解液不纯，自放电大。电池内部电解液面低，使极板裸露部分硫酸化。
4.免维护蓄电池硫酸盐化的处理方法
（1）过充电法。适用于硫酸盐化不很严重的蓄电池。倾出电池中的电解液并立即加入纯水，液面高出极板20mm左右，用0.1C20A进行充电（C20电池额定容量值）。当电压上升到2.5伏/单格时，停充半小时，改用0.025C20A小流充数昼夜（100小时以上）一直到电压、比重等稳定不变，极板因色斑消失为止。停充电前1小时调整电解液密度为1.280g/cm3
（2）反复充电法。硫酸盐化严重，容量仅为正常电池一半。倾出电解液并立即加入纯水，液面高出极板20mm左右，用0.1C20A电流充电，电压升为2.5伏/单格时，停充半小时，改用0.05C20A电流充电充到有大气泡时停充半小时,改用0.05C20A充电到电压、密度等稳定不变，停充半小时，再通电时，电解液立即起沸腾现象，10分钟左右电压即上升到上次充电终了时的值，否则再停再充。
充好后的电池用0.05C20A电流放电,放电到电压为1.80伏/单格时，停放静置1~2小时再用0.05C20A电流充电，充好后再放电，如容量提高不多，自点又未消除时再充再放，反复连续进行数昼夜，直到放电接近额定容量，白斑完全消除为止。
（3）水疗法（反复充放电法）。适用于硫酸盐化极为严重，容量已达不到额定容量一半的蓄电池。将电池放电至电压为1.8伏/单格，（用10小时率电流）将电解液倾出，注入纯水，液面高于极板20mm左右，静置1~2左右，静置1~2小时，用0.05C20A充电至电解液密度升至1.1~1.20g/cm3，改用0.02C20A充电至电解液密度不再上升，均匀冒出气泡为止，用0.02C20A放电2小时，然后再用0.02C20A充电至均匀冒出气泡，注意充入电量应远远超过放出电量，这样反复数周或一个月，直到用0.05C20放电检查达到额定容量的75%以上为止。
注意在充电过程中，电解液的温度不得超过45℃，如果温度超过40℃时，应将电流减小，或暂进停电，待电解液温度降到35℃以下时才能进行充电。如温度仍降不下来，应考虑电池内部短路的故障，实际充入的总电量应为额定容量的5倍以上充电机选择：
目前市场上充电机种类繁多，质量上参差不齐，选择不当会对蓄电池造成很大损伤甚至对维护人员造成安全隐患，为了给蓄电池更好的补充电，建议给免维护蓄电池补充电的充电机具有以下功能：
恒压16V和限流25A的功能；
反极充电保护功能，否则错误的连接受将电池极性充反。
我国是汽车消费大国，蓄电池维护或使用不当会导致蓄电池不可逆损坏，造成资源浪费，蓄电池的大量生产消耗还导致环境的日益恶化，正确理解蓄电池的维护和使用，能够避免蓄电池人为使用损坏，维修人员掌握蓄电池故障检修技能和要点，才能保证其良好的工作性能，延长其使用寿命。 


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