启动蓄电池的规格含义、性能指标及使用时限

摘要：蓄电池具体用于启动时给柴油机启动系统以及各个电气设备供电，故而电瓶又称启动型电瓶。目前，柴油发电机组上采取的基本都是铅酸蓄电池，即采用稀硫酸作为电解液，极板上参加电化学反应的活性物质为二氧化铅和铅。为满足柴油发电机起动需要，使用者应理解起动蓄电池的相关数据和技术要求。cummins公司在本文中举例说明了发电用蓄电池的容量、能量与使用年限，包括与启动电压、放电电流之间的关系。

      起动蓄电池容量是指起动蓄电池存储电量的大小，即起动蓄电池放电电荷的总量，通常以Ah（安时）做单位。启动电瓶储存的能量，即为起动蓄电池放电所能做的电功的多少，单位为J（焦尔）。起动蓄电池的使用时限却是根据启动电瓶的不同，会有不同的功能寿命和计算措施。蓄电池充电特性曲线

启动蓄电池的容量      人们操作的各类电池都是将其它形式的能量转化为电能的系统，而启动蓄电池大多都是化学启动蓄电池，即将化学能转化为电能的。启动电瓶对柴油发电机启动系统供电的过程叫放电过程。启动电瓶功率是指启动蓄电池存储电量的大小，即起动蓄电池放电电荷的总量叫启动蓄电池容量（Q）。

      电瓶的功率表示其输出电量的能力，单位为A·h。蓄电池额定功率是指电解液温度为30℃±2℃时，在允许放电范围内，以一定值的电流持续放电10h，单格电压降到1.7V时所输出的电量。以Q表示容量（单位为A.h），I表示放电电流值，T表示放电时间，则

      如3-Q-126型蓄电池的额定电功率为126A.h，它在电解液平均温度为30℃时，可以12.6A的电流供电，能连续放电10h。

      在衡量大容量启动蓄电池时，为了方便起见，通常用“Ah”（安时）来表示。如电瓶就有标有105Ah、200Ah不等。对于起动电瓶而言其体积越大，内部装的化学药品越多其功率越大，这就是体积越大的起动电瓶越耐用的道理。

的电压      蓄电池每单格的名义电压一般为2V，而实际电压随充电和放电情况而定。随着放电流程的进行，电压将缓慢下降。当电压降到1.7V时，不应再继续放电，否则电压将急剧下降，危害蓄电池的使用年限。

      为了柴油发电机工作需要通常使用的启动电瓶电压都设定为12V。不一样型号的启动蓄电池，他的功率越高，供应操作的时间越长。在柴油发电机中，较易见的启动电瓶组合步骤是串联，即把启动电瓶正负极首尾相连，如把2个12V、200Ah的启动蓄电池串联，就构造了一个电压是24V、功率为200Ah的起动蓄电池组。这样虽然没有提升起动蓄电池的功率，但总能量却增强了（W=UQ，U为总电压）。

起动蓄电池储存的能量      启动电瓶储存的能量，即为启动蓄电池放电所能做的电功的多少，公式如下：

      例如12V20Ah为例，充满一次电所存的电能=12X20=240（瓦时）相当于0.24度电。不需要很复杂的计算的，安时本身就是储电容量的一个指标，安时乘以电压除以1000就是多少度电的“度”也叫千瓦时。启动蓄电池的功率没有直接测定的仪表，随着启动电瓶的放电，容量会慢慢下降，储存的能量也会下降。

起动电瓶的使用时限       使用时限其实就是指蓄电池的储备功率（RC），柴油发电机在充电装置不工作的状况下，靠启动电瓶点火和提供较低限度的电路负载所能运转的大约时间，可详细表述为完全充足电的12V起动电瓶，在25±2℃的因素下，以25A恒流放电至启动蓄电池端电压下降到10.5±0.05V时的放电时间。

      启动蓄电池的使用寿命与放电的电流大小和起动蓄电池的容量大小有关，即为起动电瓶放电时间：

      因为单个起动电瓶的电压和功率都十分有限，一般需要用几个起动电瓶构成起动蓄电池组，以满足不一样装置的实际供电需要。电瓶充电深度与循环寿命曲线、冷起动电流（

      在-17.8℃和-28.9℃条件下，可获得的某特定目的下的较小电流。这个指标把启动蓄电池的起动能力与发动机的排量、压缩比、温度、启动时间、发动机和电气装置的技术状态以及启动和点火的较低操作电压这些重要的变量联系起来。它是指充满电的12V启动蓄电池在30s内，其端电压下降到7.2V时，启动电瓶所能供给的较小电流，冷起动额定值给出的是总电流值。

图1  启动电瓶恒压充电特点曲线  起动电瓶充电深度与循环寿命曲线）第一部分：串联的单体电池数，用阿拉伯数字表示。当串联的电池数为1时，称为单体电池，可以省略此部分。

      表1中电池的分类是按产品的功用进行类型的，这是电池型号中必须加以表示的部分。而电池的特征是型号的附加部分，只有当同分类功用的电池产品中具有某种特征而型号又必须加以区别时采用。这是由于同一功用的电瓶可以采取不一样结构的极板，或者出厂时电池极板的荷电状态不同，或者电池的密封程序不一样等，故而有必要加以区别。

      以规格为6-QAW-105的蓄电池为例，其中第三部分的105即是指蓄电池容量为105AH。电瓶外形如图4所示。

注：①型号后加D表示低温启动性能好，如6-110D。②规格后加HD表示高抗振型。③规格后加DF表示低温反装，如6-165DF。

⑤ 2-N-360：表示2只单体电池串联（4V）的内燃机车用铅电瓶组，额定功率为360A·h。

⑧ 3-M-120：表示3只单体电池串联（6V）的摩托车用铅蓄电池组，额定功率为120A·h。

      阀控式密封铅蓄电池与其他蓄电池一样，其详细部件有正负极板、电解液、隔板、电池槽和其他一些零件如端子、连接条及排气栓等康明斯柴油发电机厂家。因为这类电池要达到密封的要求，即充电过程中无法有大量的气体产生，只允许有极少量的内部消耗不完的气体排出，所以其组成与一般的（富液式或排烟式）铅蓄电池的结构有很大的不同，如表2所示。

      在阀控式密封铅电瓶中，电解液处于不流动的状态，即电解液全部被极板上的活性物质和隔膜所吸附，其电解液的饱和程度为60％～90％柴油发电机故障图标。低于60％的饱和度，说明阀控式密封铅电瓶失水严重，极板上的活性物质不能与电解液充分接触；高于90％的饱和度，则电池正极氧气的扩散通道被电解液堵塞，不利于氧气向负极扩散。

      因为阀控式密封铅电瓶是贫电解液构成，因此其电解液密度比普通铅蓄电池的密度要高，其浓度范围是1.29～1.30kg/L，而普通蓄电池的密度范围为1.20～1.30kg/L。

      阀控式密封铅电瓶的隔膜除了满足作为隔膜材料的通常要求外，还必须有很强的储液能力才能使电解液处于不流动的状态。目前选择的超细玻璃纤维隔膜具有储液能力强和孔隙率高（＞90％）的优点。它一方面能储存大量的电解液，另一方面有利于透过氧气。这种隔膜中存在着两种结构的孔，一种是平行于隔膜平面的小孔，能吸储电解液；另一种是垂直于隔膜平面的大孔，是氧气对流的通道。

      对于阀控式密封铅蓄电池来说，电池槽的材料除了具有耐腐蚀、耐震动和耐高低温等性能以外，还必须具有强度高和不易变形的特点，并采取特殊的结构。这是由于电池的贫电解液构成要点用紧安装程序来组装电池，以利于极板和电解液的充分接触，而紧安装方法会给电池槽带来较大的压力，故而电池的容量越大，电池槽承受的压力也就越大；此外电池的密封构成所带来的内压力在操作过程中会出现较大的变化，使电池处于加压或减压状态。

② ABS：丙烯腈、丁乙烯、苯乙烯的共聚物。具有硬度大、热变形温度高和电阻率大等亮点。但水蒸气泄漏严重，仅稍好于SAN材料，而且氧气渗漏比SAN还严重。

      对于阀控式密封铅电瓶来说，因为其紧装配方式和内压力比较大，电池槽采用加厚的槽壁发电机型号规格及功率，并在短侧面上装配加强筋，以此来对抗极板面上的压力。此外电池内壁安装的筋条还可形成氧气在极群外部的绕行通道，提升氧气扩散到负极的能力，起到改善电池内部氧循环性能的功能。

      固定用阀控式密封铅蓄电池有单一槽和复合槽两种构造。小功率电池采取的是单一槽组成，而大功率电池则选用复合槽构造（如图5所示）。如功率为1000A·h的电池分成两格，如图5（a）所示；容量为2000～3000A·h的电池分为四格，如图5（b

）所示］。因大功率电池的电池槽壁须加厚才能承受紧安装方法和内压力所带来的压力，但槽壁太厚不利于电池散热，故而须选择多格的复合槽组成。大容量电池有高型和矮型之分，由于矮型组成的电解液分层现状不明显，且具有优良的氧复合性能，故而选用等宽等深的矮型槽。若单体电池采取复合槽组成，则其串联组合方法。

（1）功能      阀控式密封铅电瓶的安全阀又称节流阀，其作用有二：一是当电池中积聚的气体压力达到安全阀的开启压力时，阀门打开以排出电池内的多余气体，降低电池内压；二是单向排烟，即不允许空气中的气体进入电池内部，以免导致电池的自放电。

      安全阀开闭动作是在规定的压力条件下进行的，该规定的安全阀开启和关闭的压力分别称为开阀压和闭阀压。开阀压的大小必须适中，开阀压太高易使电池内部积聚的气体压力过度，而偏高的内压力会致使电池外壳膨胀或破裂，影响电池的安全运转；若开阀压偏低，安全阀开启频繁，使电池内水分损失严重，并因失水而失效。闭阀压的功用是让安全阀及时关闭，以避免空气中的氧气进入电池，以免致使电池负极的自放电。生产销售中心不同，阀控式密封铅蓄电池的开阀压与闭阀压也不一样，各生产授权厂商在产品出厂时已设定。

      阀控式密封铅电瓶的电解液处于贫液状态，即大部分电解液被吸附在超细玻璃纤维隔膜中，其余的被极板所吸收。为了保证氧气能顺利扩散到负极，要点隔膜和极板活性物质不能被电解液所饱和，否则会阻碍氧气经过隔膜的通道，危害氧气在负极上的还原。为了使电化学反应能正常进行，必须使极板上的活性物质与电解液充分接触，而贫电解液组成的电池只有选用紧装配的组装方式，才能达到此意义。

（1）使隔膜与极板紧密接触，有利于活性物质与电解液的充分接触；（2）保持住极板上的活性物质，特别是减少正极活性物质的脱落；

（3）防止正极在充电后期析出的氧气沿着极板表面上窜到电池顶部，使氧气充分地扩散到负极被吸收，以减小水分的损失。

      小容量阀控式密封铅蓄电池一般制成电池组，为内连接方法，安全阀上面有一盖子通过几个点与电池壳相连，留下的缝隙为气体逸出通道。所以在阀控式密封铅蓄电池盖上没有连接条和安全阀，只有正负极柱。

      在实际使用中，电瓶的容量不是一个定值。影响放电功率的因素很多，除了蓄电池的构造、极板的数量和面积、隔板的材料等外，还与放电、充电电流的大小、电解液的浓度和温度等因素有关。如放电电流过量，化学反应只在极板的表面进行而不能深入内部，电压便迅速下降，使容量减小。当温度减小时，会引起电解液的黏度和电阻增加，蓄电池的功率降低。这就是在严冬，柴油发电机起动所用的蓄电池功率不足的重要原由。因此，在冬天和较严寒地区对蓄电池必须选择保温举措，否则难以起动柴油发电机。