蓄电池是汽车拖拉机重要的电气设备之一,将所获得的电能以化学能的形式贮存,并可将化学能转化为电能的一种电学装置。目前,汽车拖拉机上应用的蓄电池多是铅酸性蓄电池。蓄电池的容量是蓄电池的重要指标之一,它表明蓄电池供电能力大小,一般汽车拖拉机都对车上所安装的蓄电池的容量有明确的规定。蓄电池的容量与使用管理有着密切的关系,如果使用不当,不但会大大降低电池的容量,减少电池寿命,而且还可能会达不到预定的供电时间和供电电流,造成严重的后果。
1.蓄电池的容量概念
蓄电池的容量并不是一个固定数值,同一个蓄电池,其使用情况不同(如放电电流的大小和温度不同),其容量也不同。放电电流越大,温度越低,则容量越小。因为蓄电池的容量与放电电流的大小以及温度有关,所以规定蓄电池的额定容量为:在电解液温度为30℃的情况下,以估计容量的1/20的电流连续放电20 h(又称为20 h放电率),到单格电压降到 1. 75 V时,蓄电池所输出的电量。蓄电池容量的单位为A·h,即放电电流(A)与放电时间(h)的乘积。如蓄电池在电解液平均温度为30℃的情况下,以4.5 A的电流连续放电20 h,单格电压降到1. 75 V时,它的额定容量C为
C=I·t=4.5×20=90 A·h。
2.蓄电池容量不足的影响因素
极板是蓄电池储存电能的主要部件,做成栅架(网架)形式,上面附满活性物质,极板分正负两种。蓄电池的充电和放电,就是靠正、负极板上的活性物质与硫酸溶液的化学反应来实现的。当其他条件相同时,蓄电池的容量取决于极板的面积以及活性物质的多孔性。所以蓄电池极板尺寸越大、片数越多、活性物质的多孔性好,则活性物质与电解液的接触面积就越大,容量也就越大。为提高蓄电池容量,极板通常做得很薄。铅蓄电池的极板厚度为1.45~3.0 mm。另外,不同使用条件(放电电流大小,电解液温度、密度等)也决定了蓄电池的容量大小,是影响蓄电池容量不足的使用因素。
(1)放电电流大。当蓄电池放电程度较大时,由于硫酸铅析出量多,而使极板孔隙的截面积减小,从而造成硫酸渗入极板困难。因此,当放电电流增大时,渗入极板孔隙内的硫酸不足以补偿单位时间内所消耗的硫酸量,致使蓄电池的电压迅速下降,而不能继续放电。所以放电电流增大,蓄电池容量减小。
(2)电解液温度低。温度降低时,由于黏度增大而使电解液渗入极板困难,同时温度降低时,电解液电阻会增大而使电压降低,所以蓄电池的容量将减小。
(3)电解液密度不合适。加大电解液密度,可以提高蓄电池的电动势及电解液向极板内活性物质的渗透能力,并减少电解液的电阻,而使蓄电池容量增加。但若是继续加大电解液密度,将使其勃度增大,所以当电解液密度超过某一数值时,电解液渗透速度反而会减小,且内阻增大,极板硫化增加,使蓄电池容量减小。故只有当电解液密度处于最佳状态时,蓄电池才能获得最大容量。
(4)蓄电池使用中的一些常见故障也是影响蓄电池容量的主要因素。如:极板上活性物质软化脱落,大电流放电,使极板上电化学反应激烈,硫酸铅迅速生成,体积严重膨胀,极板变形不均匀,形成拱曲,造成活性物质脱落;极板栅腐蚀变形,板栅的腐蚀速度取决于板栅合金的组成,但储存温度越高,腐蚀速度越快,放电深度越深,腐蚀越严重;极板硫酸盐化,蓄电池在放完电或充电不足的情况下长期放置,极板表面逐渐生成一层很硬的白色物质—粗结晶的硫酸铅。这种物质颗粒粗大,导电性差,容易堵塞极板空隙,因而使蓄电池内阻显著增加,容量大幅度下降。
3.蓄电池容量的检测
在日常维修保养时,检测蓄电池容量的方法必须简便易行。采取测试电解液密度与充足电时的密度相比较的方法,即可知道存电容量为多少。例如,东北地区冬季最低气温在-40℃以下,充足电时的电解液密度为1.29(夏季充足电时应为1.26)。通常电解液密度比标准值每下降0.01g/cm3,相当于蓄电池放电8%,从测得的电解液密度,可大致了解蓄电池的放电程度。不同地区气候条件下充足电时的电解液密度各不相同,要注意区别。密度计在使用时要注意保持垂直,不使浮子与玻璃管粘住。
密度计的使用时要注意浮子上的刻度,低于1.150表示“电已放完”;1.150~1.250表示“存电约一半”;1.250~1.300表示“电已充足”。测试前要先了解本地区该季节该型号蓄电池充足电的电解液密度值,再将所测密度值换算成标准温度(25℃)下的密度值。按下列公式计算
P25℃=Pt+0.00075(t-25)
式中P25℃一标准温度下的电解液密度/g·cm-3;
Pt一测试时电解液密度/g·cm-3;
t一测试时的电解液的温度/℃。
例如,某蓄电池在-25℃时测得其电解液密度为1.26;该电池充足电时的电解液密度为1.29。