新聞主題	康明斯柴油發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)時(shí)電瓶電壓的規(guī)定

 

摘要：蓄電池是我們生活中常見(jiàn)的電源設(shè)備之一，廣泛應(yīng)用于柴油發(fā)電機(jī)組、UPS、高壓配電柜（如直流屏）等電力設(shè)備中。蓄電池的種類多種多樣，光電池電壓就有2.4伏，4伏，6伏，8伏，12伏，24伏系列，容量從200毫安時(shí)到3000安時(shí)。一般用于柴油發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)系統(tǒng)的是2個(gè)12V電池并聯(lián)或單個(gè)24V電池供電，但是，理論上放電電壓不能低于24V，大約值為在24V~28V以內(nèi)。蓄電池的電壓是衡量其性能的一個(gè)重要指標(biāo)，康明斯公司在本文除了介紹啟動(dòng)電瓶常見(jiàn)的電壓、容量和電流，并且將蓄電池容量測(cè)量和放電試驗(yàn)方法。

 

一、蓄電池的常見(jiàn)電壓

          啟動(dòng)蓄電池的作用是利用蓄電池的電能來(lái)提供起動(dòng)電流，從而帶動(dòng)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)（工作原理如圖1所示）。一般情況下汽油發(fā)電機(jī)為12伏，柴油發(fā)電機(jī)絕大部分為24伏（部分小于20KW單缸機(jī)型為12伏）。汽油機(jī)與柴油發(fā)電機(jī)的點(diǎn)火方式不同，汽油機(jī)是通過(guò)火花塞點(diǎn)燃可燃混合氣爆炸作功因此不需要高轉(zhuǎn)速，小功率的起動(dòng)機(jī)就起動(dòng)了沒(méi)有必要用24V，而柴油發(fā)電機(jī)是通過(guò)高壓自燃爆炸作功需用高轉(zhuǎn)速，對(duì)啟動(dòng)電瓶的容量和電壓要求更高，所以柴油發(fā)電機(jī)一般用24V。

1、不同電壓的應(yīng)用

（1）6V蓄電池：

      6V蓄電池主要應(yīng)用于玩具、小型燈具、安全報(bào)警設(shè)備等低功率設(shè)備，一般容量在1Ah以下。

（2）12V蓄電池：

      12V蓄電池是最為常見(jiàn)的一種，被廣泛應(yīng)用于汽車、UPS、太陽(yáng)能電池板等電力設(shè)備中，容量一般在30Ah以上。

（3）24V蓄電池：

      24V蓄電池主要應(yīng)用于大型UPS、柴油發(fā)電機(jī)組等高功率設(shè)備，容量一般在50Ah以上。

（4）48V蓄電池：

      48V蓄電池在通信基站、電動(dòng)車、太陽(yáng)能電池板等高功率設(shè)備中應(yīng)用較為普遍，容量一般在100Ah以上。

注意事項(xiàng)：蓄電池的實(shí)際電壓與其標(biāo)稱電壓略有不同，一般情況下，蓄電池的實(shí)際電壓要比標(biāo)稱電壓略高一些。此外，蓄電池的電壓還會(huì)隨著使用時(shí)間的增長(zhǎng)而逐漸下降，因此定期檢測(cè)蓄電池的電壓、容量等指標(biāo)是維護(hù)蓄電池的重要手段。

 2、參數(shù)含義解讀

（1）放電率 HR

      放電率HR代表測(cè)試容量時(shí)的放電電流的大小，數(shù)值越小越好。

      例如：20HR就是表示測(cè)試容量的條件是20小時(shí)放電時(shí)間；也就是放電的電流為C/20，其中C為容量，如果是10AH，那么放電電流為10/20=0.5A。放電電流越小，得到的數(shù)值越大。

（2）放電能力

      參數(shù)為12V38AH/20HR時(shí)，意思是指電池電壓12V，20小時(shí)率的容量是38安時(shí)。

（3）短路電流

      在蓄電池上標(biāo)注的24Ah和450A兩個(gè)參數(shù)時(shí)，24AH是電池的容量，是指如果以24A電流放電，能用1小時(shí)450A是電池的放電能力，短路電流可達(dá)450A。

3、蓄電池型號(hào)含義

      蓄電池的型號(hào)由三部分組成，各部分之間用破折號(hào)分開(kāi)，如圖2所示。

（1）第一部分為串聯(lián)單格電池?cái)?shù)，用阿拉伯?dāng)?shù)字表示。一般12V的電瓶中有六個(gè)單格電池，用數(shù)字“6”來(lái)表示；6V的電瓶中有三個(gè)單格電池，用數(shù)字“3”來(lái)表示。

（2）第二部分為電池類型和特征，常用漢字的第一個(gè)字母表示。一般第一個(gè)字母表示電瓶的用途，比如Q為啟動(dòng)用蓄電池；第二個(gè)字母表示電瓶的特征，比如A-表示干荷電、H-表示濕荷電、W-表示免維護(hù)、S-表示少維護(hù)、M表示全密封式、J-表示膠質(zhì)電解液等等，如果沒(méi)有標(biāo)注則表示是普通電瓶。

（3）第三部分為電池的額定容量，就是我們常說(shuō)的電瓶容量的大小，它的單位是A•h（安培.小時(shí)）。我們辨別電瓶，主要就看這個(gè)數(shù)字。

      還有些電瓶在額定容量的后面還用一個(gè)字母表示電瓶的特殊性能，比如G-表示高起功率、S-表示塑料外殼、D-表示低溫啟動(dòng)性能好、HD表示高抗振型、DF表示低溫反裝等等。

 

圖1  柴油發(fā)電機(jī)電啟動(dòng)系統(tǒng)圖

圖2  啟動(dòng)蓄電池型號(hào)編碼所代表的意思

 

二、啟動(dòng)蓄電池種類

 

      時(shí)至今日，生活中常見(jiàn)的碳性電池、堿性電池、鉛酸蓄電池、鋰離子電池等，都與古老的伏打電堆共享著同樣的工作原理，通過(guò)電池內(nèi)部的氧化、還原反應(yīng)，形成電流流過(guò)外電路，從而將儲(chǔ)存的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。 電池按其使用性質(zhì)的不同，可分為原電池、蓄電池、貯備電池、太陽(yáng)能電池和燃料電池等幾大類。其中蓄電池又被稱作二次電池，可以通過(guò)充電使內(nèi)部活性物質(zhì)再生（電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能），需要放電時(shí)再次把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，多次重復(fù)使用。鉛酸蓄電池（鉛酸電池）、鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池等都是常見(jiàn)的蓄電池。由于鉛酸蓄電池?cái)?shù)量比例較大，通常將鉛酸蓄電池單列一類，其他蓄電池一般稱作小型二次電池。

      在柴油發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)系統(tǒng)中我們常用的鉛酸蓄電池主要分為兩類，分別為干荷蓄電池和免維護(hù)蓄電池兩種。

1、干荷蓄電池

      全稱是干式荷電鉛酸蓄電池，主要特點(diǎn)是負(fù)極板有較高的儲(chǔ)電能力，在完全干燥狀態(tài)下，能在兩年內(nèi)保存所得到的電量，使用時(shí)，只需加入電解液，等過(guò)20~30分鐘就可使用。它的主要優(yōu)點(diǎn)是電壓穩(wěn)定、價(jià)格便宜；缺點(diǎn)是比能低（即每公斤蓄電池存儲(chǔ)的電能）、使用壽命短和日常維護(hù)頻繁。

      鉛酸蓄電池由極板、隔板、殼體、電解液、極柱等部分組成。其充放電過(guò)程如圖3所示，工作原理如圖4所示。正極板是二氧化鉛（PbO2），負(fù)極板是絨狀鉛（Pb），當(dāng)兩極板放置在以硫酸為主的電解液中時(shí)，極板的鉛和硫酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，二價(jià)的鉛正離子（Pb2+）轉(zhuǎn)移到電解液中，在負(fù)極板上留下兩個(gè)電子(2e-)，兩極板間就產(chǎn)生了電位差，當(dāng)接通外電路時(shí)，電流即由正極流向負(fù)極，電池就開(kāi)始放電。充電過(guò)程為放電過(guò)程的逆反應(yīng)。

2、免維護(hù)蓄電池

     免維護(hù)蓄電池由于自身結(jié)構(gòu)上的優(yōu)勢(shì)，電解液的消耗量非常小，在使用壽命內(nèi)基本不需要補(bǔ)充蒸餾水。它還具有耐震、耐高溫、體積小、自放電小的特點(diǎn)。使用壽命一般為普通蓄電池的兩倍。市場(chǎng)上的免維護(hù)蓄電池也有兩種：第一種在購(gòu)買(mǎi)時(shí)一次性加電解液以后使用中不需要維護(hù)（添加補(bǔ)充液）；另一種是電池本身出廠時(shí)就已經(jīng)加好電解液并封死，用戶根本就不能加補(bǔ)充液。例如駱駝牌免維護(hù)蓄電池就是第二種型式。

      蓄電池若使用、保養(yǎng)或處置不當(dāng)，可能會(huì)給用戶帶來(lái)危害，例如：因短路、高溫引發(fā)的電擊、火災(zāi)的物理危害，因電解液泄露導(dǎo)致的金屬、皮膚腐蝕的化學(xué)危害，以及因制造、廢棄處置不當(dāng)產(chǎn)生的環(huán)境危害等等。因此康明斯發(fā)電機(jī)組對(duì)鉛酸蓄電池使用、廢棄處置都有嚴(yán)格的規(guī)定和操作要求。

 

圖3  鉛酸蓄電池放電、充電示意圖

圖4  鉛酸蓄電池工作原理圖

 

三、蓄電池質(zhì)量檢測(cè)方法

 

      除了要了解蓄電池的工作原理外，操作者還需要了解常用的發(fā)電機(jī)組蓄電池自檢方法，并根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的方法進(jìn)行檢測(cè)。需要注意的是，在檢測(cè)過(guò)程中要仔細(xì)操作，避免誤操作導(dǎo)致電路短路或者其他危險(xiǎn)情況的發(fā)生。同時(shí)，定期檢測(cè)蓄電池的狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時(shí)更換或維修。

1、視覺(jué)檢查法

      視覺(jué)檢查法是最簡(jiǎn)單、最基本的一種方法。通過(guò)觀察蓄電池外觀，包括是否有變形、裂縫、泄漏等情況，以及電極柱是否銹蝕、電解液是否夠液面等，來(lái)初步判斷蓄電池的狀態(tài)。如果發(fā)現(xiàn)電極柱上有白色的結(jié)晶物，那么很可能是蓄電池失水嚴(yán)重，需要及時(shí)補(bǔ)充蒸餾水。

2、電壓檢測(cè)法

      電壓檢測(cè)法是一種比較直接的方法，檢測(cè)方法如圖5所示。只需用萬(wàn)用表檢測(cè)蓄電池的電壓是否正常即可。檢測(cè)時(shí)，先將柴油發(fā)電機(jī)組熄火，斷開(kāi)蓄電池的正負(fù)極，再用萬(wàn)用表的電壓檔位測(cè)量其電壓。如果電壓在12.6伏以上，表示蓄電池電量充足；如果在12伏以下，說(shuō)明蓄電池電量不足。

3、電流檢測(cè)法

      帶電流鉗的萬(wàn)能表相較于普通萬(wàn)用表便捷，通常采用懸掛在蓄電池連接線上的方式來(lái)測(cè)量。

（1）先將蓄電池正負(fù)極線拔出，確認(rèn)正負(fù)極性。

（2）將電流鉗夾在電路中，用電鉗的電流鉗夾住蓄電池正極。

（3）如果電流鉗的大小剛好為0，則需要重新調(diào)整表頭，直到電流鉗測(cè)到蓄電池的電流大小。

 

圖5  啟動(dòng)蓄電池電壓測(cè)量方法

圖6  啟動(dòng)蓄電池電流測(cè)量方法

 

4、起動(dòng)檢測(cè)法

      起動(dòng)檢測(cè)法是一種通過(guò)發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)情況來(lái)判斷蓄電池狀態(tài)的方法。如果柴油發(fā)電機(jī)組發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)困難或不能啟動(dòng)，很可能是蓄電池電量不足。如果柴油發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)時(shí)有明顯的異響或電器設(shè)備工作不正常，也可能是蓄電池故障。

5、密度檢測(cè)法

      密度檢測(cè)法是一種比較精確的方法。通過(guò)檢測(cè)電解液中的比重來(lái)判斷蓄電池的狀態(tài)。在使用前，先用密度計(jì)測(cè)量電解液的比重，然后與標(biāo)準(zhǔn)比重值相比較，如果比重值偏低，則需要補(bǔ)充蒸餾水或更換蓄電池。

6、負(fù)載檢測(cè)法

      負(fù)載檢測(cè)法是一種比較嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆椒?。通過(guò)在柴油發(fā)電機(jī)組熄火狀態(tài)下，將一定負(fù)載接入蓄電池電路，測(cè)量其電壓變化情況，來(lái)判斷蓄電池的狀態(tài)。如果蓄電池電壓下降嚴(yán)重，無(wú)法滿足負(fù)載電流需求，則說(shuō)明蓄電池需要更換。

7、蓄電池測(cè)試儀

      蓄電池測(cè)試儀三線接駁方法如圖7所示，面板功能如圖8所示。采用先進(jìn)的電導(dǎo)測(cè)試技術(shù)，可以檢測(cè)蓄電池的電壓、冷后動(dòng)電流、內(nèi)阻和壽命；蓄電池是否需要充電、極板是否損耗和老化程度；可以測(cè)試與蓄電池相關(guān)的啟動(dòng)系統(tǒng)和充電系統(tǒng)，產(chǎn)品安全，不發(fā)熱、不發(fā)燙，可連續(xù)多次測(cè)試，只需5秒鐘就便可獲得測(cè)試結(jié)果。顯示"儀表電池電壓太低”表示本測(cè)試儀自帶的電池需要重新充電或更換；顯示"夾子接觸不良或蓄電池電壓過(guò)低請(qǐng)檢查”表示存在接觸不良。斷開(kāi)夾子再接上。前后搖動(dòng)每個(gè)夾子，保證連接良好，或者是因?yàn)樾铍姵仉妷禾?低于8V)無(wú)法測(cè)試。充滿蓄電池后再測(cè)試。

 

圖7  啟動(dòng)蓄電池測(cè)量接線圖

圖8  啟動(dòng)蓄電池測(cè)量?jī)x面板功能

 

總結(jié)：

      柴油發(fā)電機(jī)組一般采用兩個(gè)蓄電池串聯(lián)的連接方式，蓄電池被依次連接，形成一個(gè)單一的電路。主要用于將2個(gè)12V電壓的蓄電池電壓提高至24V，以便符合24V啟動(dòng)馬達(dá)的電壓要求。此外，應(yīng)注意科學(xué)使用蓄電池，不要連續(xù)打火，每次起動(dòng)的時(shí)間不得超過(guò)5s，如果一次未能起動(dòng)，應(yīng)當(dāng)停頓15s以上再進(jìn)行第二次起動(dòng)，連續(xù)三次起動(dòng)不成功者，應(yīng)當(dāng)查明原因，排除故障后再起動(dòng)柴油機(jī)。

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