城轨车辆蓄电池检修维护
摘
毕业设计针国铁路车辆种蓄电池进行研究首先概述性介绍蓄电池结构种类发展历史重点介绍铁路车辆蓄电池检修维护维修工作容求通方面学蓄电池保养障处理具定认识方面力定提升
外文涵盖新型蓄电池部分介绍蓄电池新技术解拓展蓄电池认知度选范围
关键词： 铁道车辆 蓄电池 检修
Abstract
The various batteries used in graduate design in view of China's railway vehicle is studied firstly generally introduces structure types and the development history battery focuses on the battery repair and maintenance and repair work contents and requirements for railway vehicle Based on these aspects of learning make me on the battery maintenance and fault treatment has a certain understanding so that the capacity of these areas have been improved
In addition this paper also covers the battery part let me understand the new technology to the battery expand the awareness and the selection range of battery
Keywords Railway vehicle battery maintenance
目 录
第1章 蓄电池概述 1
11蓄电池电力机车应 2
12供电蓄电池 3
13起动蓄电池 4
14碱性蓄电池酸性蓄电池较 5
15新型蓄电池 6
第2章 蓄电池结构 10
21 TG型铅蓄电池 10
22镉镍碱性蓄电池 12
23阀控型铅酸蓄电池 14
24阀控式铅酸电池胶体电池差异 17
第3章 蓄电池工作原理 19
31阀控式蓄电池结构原理 19
32阀控式蓄电池工作原理 19
第4章 蓄电池障分析 23
41影响阀控式蓄电池寿命素 23
42常见障原分析 26
第5章 阀控式铅酸蓄电池维护检修 29
51环境蓄电池影响 29
52阀控密封铅酸蓄电池常见问题 30
53蓄电池测试 30
54阀控密封铅酸蓄电池维护 32
55阀控密封铅酸蓄电池检修 35
第6章 心体会 39
参考文献 40
第1章 蓄电池概述
蓄电池化学电相互转换装置电转变化学储存起时化学转变电变换程逆两程前者称充电者称发电根极板材料电解液性质蓄电池般分酸性（铅）蓄电池碱性蓄电池两类碱性蓄电池极板活性物质分铁镍蓄电池镉镍蓄电池等系列
铅酸蓄电池发明已百年历史价格低廉原材料易获充分性适电流放电广泛环境温度范围等优点化学电源中直占绝优势20世纪初铅酸蓄电池历许重改进提高量密度循环寿命高倍率放电等性然开口式铅酸蓄电池两缺点：
(1)充电末期水会分解氢氧气体析出需常加酸加水维护工作繁重
(2)气体溢出时携带酸雾腐蚀周围设备污染环境限制电池应
铅酸蓄电池1859年Gplante发明铅酸蓄电池发明价格低廉原料易性容易回收适电流放电等特点目前已成世界产量途广泛蓄电池品种铅酸蓄电池百年发展技术断更新现已广泛应汽车通信电力铁路电动车等领域产品结构形式分类分开口式富液免维护式玻璃丝棉隔板吸附式阀控密封型（AGM）阀控胶体型(GEL)等类产品 国型电动车铅酸蓄电池AGM吸附式胶体两类阀控密封型蓄电池产品目前AGM吸附式蓄电池市场占导位胶体蓄电池生产难度技术水高国胶体材料稳定生产成高等原国少数家蓄电池厂生产户反映产品质量没明显提高国外权威蓄电池研究机构报道胶体动力型蓄电池综合技术指标寿命明显优普通AGM吸附式蓄电池胶体蓄电池动力型铅酸蓄电池发展方 根热力学原理铅酸蓄电池电动势2V样额定电压2V日常见铅酸蓄电池产品电压2V倍数常6V12V电池分36部串联2V蓄电池单元组成日常见种类电池样铅酸蓄电池单元分正极负极铅酸蓄电池正极结晶细密疏松孔二氧化铅作储存电物质正常红褐色负极海绵状金属铅作储存电物质正常灰色正极负极储存电物质统称活性物质铅酸蓄电池纯净稀硫酸作电解液重般12~13gml间电解液作参加极板化学反应导通离子降低电池反应时温度蓄电池正极负极间隔板隔开吸附式密封蓄电池隔板超细玻璃丝绵制作种隔板电解液吸附隔板吸附式密封蓄电池名称胶体蓄电池隔板种类较厂家种材料复合隔板
二十年解决两问题世界国竞相开发密封铅酸蓄电池实现电池密封获干净绿色源1969年美国登月计划实施阀控式密封铅酸蓄电池镉镍电池列入月球车动力电源镉镍电池采密封铅酸蓄电池技术发展1992 年许年努力付出高昂代价情况密封铅酸蓄电池广户认基特点期间加酸加水维护电池密封结构会漏酸会排酸雾电池盖子设 单
排气阀（安全阀）该阀作电池部气体量超定值（通常气压值表示）电池部气压升高定值时排气阀动排出气体然动关阀防止空气进入电池部
VRIA电池阀控式密封铅酸蓄电池诞生20世纪70年代1975年时发达国家已形成相生产规模快形成产业化量投放市场种电池然铅酸蓄电池原铅酸蓄电池相具优点倍受户欢迎特需电池配套设备安装起(工作间)户青睐例UPS电信设备移动通信设备计算机摩托车等VRIA电池全密封会漏酸充放电时会象老式铅酸蓄电池样会酸雾放出腐蚀设备污染环境结构特性VRLA电池做密闭(封)铅酸蓄电池区分老式铅酸蓄电池做开口铅酸蓄电池VRIA电池结构全密封控制电池部气体压力阀VRLA铅酸蓄电池全称便成阀控式密闭铅酸蓄电池
11蓄电池电力机车应
蓄电池作电力机车备电源启电源作包括：降弓状态位机车控制电路低温预热电器辅助压缩机明显示等低压电器提供110 V直流电源保证机车升弓投入工作电力机车运行中110V控制电源发生障时控制电路提供电源维持机车短时障运行机车正常运行程中控制电源起滤波作降低控制电源纹波系数提高控制电源品质机车低压试验提供控制电源机车障检查提供明电源
国首台电力机车问世直20世纪90年代中期国电力机车直采普通镉镍碱性蓄电池（铁壳体）着蓄电池性求提高原蓄电池固缺陷（漏液障率高存记忆效应运行半年左右需换液维护等）电力机车蓄电池运求间矛盾愈益明显阀控式免维护型铅酸蓄电池作新产品量高常温放电性稳少维护（终生免换液）记忆效应漏液（塑料外壳）次性价格低等特点迅速电力机车领域广泛应20世纪90年代末期镉镍碱性蓄电池研发工作取较发展研制出具少维护寿命长耐充放应温度范围宽漏液（塑料外壳）等特点镉镍碱性蓄电池酸碱两种少维护型蓄电池均电力机车领域获应
面机车车辆铅碱性蓄电池种类表11
表11 机车车辆铅碱性蓄电池种类
种类
型式
极板
机车车辆
负荷
铅蓄电池
TRA12
TRP15
TRE(密封式）
糊膏式
JR线客车
JR线燃动车
JR新干线
车灯
发电机组
启动
车灯
碱性蓄电池
AE
AMP
AES(密封式）
QFYM（组合式）
QCAT（密封式）
盒式
JR线电动车组
私铁电动车组
JR新干线
私铁电动车组新交通
国营私营
车灯
控制
辅助电源
12供电蓄电池
传统供电电源蓄电池TG型酸性铅蓄电池GN型碱性镉镍蓄电池规格表12示
表12 供电蓄电池规格
型号
生产国
额定容量（A·h）
额定电压（V）
充电
放电电流（A）
电解液重
蓄电池全重量（kg）
电流（A）
时间（h）
夏季
冬季
酸性铅蓄电池
TG540
TG450
TG350
BH400
BH400
T4B390
中国
中国
中国
前苏联
前苏联
德国
540
450
350
400
440
390
2
2
2
2
2
2
60
50
44
60
60
62
7～15
7～15
7～15
54
45
35
70
62
78
123
123
123
127
128
126
128
128
128
127
128
126
50
445
34
碱性镍镉蓄电池
GN250
GN300
TH350
915633
中国
中国 前苏联
德国
250
300
350
375
12
12
50
60
90
75
8
8
50
60
75
75
120
120
120
120
128
128
120
127
184
210
17
159
普通客车德国进口空调客车采轴驱式发电机蓄电池组联供电车辆停站低速运行时车辆停止转动低速转动轴驱式发电机尚未建立足够电压车电灯电扇电动水泵空调机组时均蓄电池组供电普通客车采48V直流电源蓄电池组24铅蓄电池串联成空调客车采110V直流电源56铅蓄电池者78镉镍蓄电池串联成组
DC600V380V兼容集中供电空调客车保证明通风控制电器间断电源采DC110V供电装置种装置充电器蓄电池组等部件组成中蓄电池组采78节中倍率碱性蓄电池200kmh电力动车组采德国产镉镍免维护电池额定电压936V容量100A·h额定充电电压115V允许充电电池25A充电器DC600V直流电变换成DC110V直流电蓄电池充电时DC110V电负载供电摘挂机车停电时蓄电池供明通风控制电器等电
13起动蓄电池
发电车带空调装置软卧车公务车中柴油发电机组起动蓄电池驱动直流电动机起动柴油机柴油机转速达100rmin
起动蓄电池具电流（400～1000A)放电蒸馏水消耗充放电频繁工作特点常铅蓄起动蓄电池型号规格表13
表13铅蓄起动蓄电池型号规格
型号
额定电压（V）
计量标准（kV·A·h）
净重（kg）
+30℃起动放电
常充电
第阶段
第二阶段
电流（A）
时间（min）
容量（A·h）
电流（A）
时间（h）
电流（A）
时间（h）
6Q126
6Q140
12
12
1512
1680
46
50
380
420
55
55
35
386
126
140
8～10
8～10
63
70
6～8
6～8
14碱性蓄电池酸性蓄电池较
现国铁路客车常蓄电池铅酸蓄电池镍镉碱性蓄电池面两者区
141铅酸蓄电池特点
（1）铅蓄电池单初置成较低
（2）酸性蓄电池测电解液密度方法解容量碱性蓄电池项简单方法
（3）单位重量容量较寿命1000次充放电循环（约3～4年）
（4）静置1月放电损失电达30左右
（5）应维护保养工作中氢气硫酸污水产生制造程防止工铅中毒
（6）铅蓄电池H2SO4作电解液腐蚀蓄电池池箱容易造成车体漏电
142镉镍碱性蓄电池特点
（1）理重量量K铅酸蓄电池
（2）镉镍碱性蓄电池放电较铅酸蓄电池笑常温贮存1月放电10
（3）镉镍碱性蓄电池40℃环境工作容量降低65铅酸电池30左右
（4）寿命长全充电放电达1000～2000次循环浮充电（指蓄电池恒压直流电源直联起保持全充电状态种充电方式）状态寿命达15年左右
（5）结构牢固耐高温电流充电
镉镍碱性蓄电池具述优点加工较复杂加原材料昂贵初置成较高镉会造成环境污染工业中毒问题外季节电解液成分
15新型蓄电池
面国新型蓄电池——阀控式密封铅酸（VRIA）蓄电池胶体电池介绍
151阀控式密封铅酸蓄电池
目前国外生产VRLA蓄电池采两种技术：AGM技术GEL技术
AGM技术贫液式设计电池部没流动电解液采超细玻璃棉隔板隔板吸收足够电解液保持10左右孔隙作氧气复合通道正极析出氧负极复合实现氧循环具放电充电效率高优点极群采紧装配阻适合电流放电气体复合效率高酸雾逸出少初期容量较高较低温放电性
GEL技术生产胶体电池技术胶体电池中氧复合通道胶体收缩时产生裂纹采富液式设计深放电恢复特性较防止电解液干涸胶体固定作电解液存分层现象较高环境温度胶体电池较长寿命胶体电池初期裂纹少复合效率低控制阀常开排放酸雾法充分体现密封蓄电池环保方面优越性段时间裂纹增缺点然然会克服
152胶体电池
胶体电池属铅酸蓄电池种发展分类简单做法硫酸中添加胶凝剂硫酸电液变胶态电液呈胶态电池通常称胶体电池
广义言胶体电池常规铅酸电池区仅仅电液改胶凝状例非凝固态水性胶体电化学分类结构特性属胶体电池板栅中结附高分子材料俗称陶瓷板栅视作胶体电池应特色期已实验室极板配方中添加种靶偶联剂提高极板活性物质反应利率非公开资料表明达70whkg重量量水现阶段工业实践工业化胶体电池应范例
胶体电池常规铅酸电池区初理解电解质胶凝进步发展电解质基础结构电化学特性研究板栅活性物质中应推广重特点：较工业代价已150年历史铅酸电池工业路子制造出更优质电池放电曲线直拐点高量特功率常规铅酸电池20寿命般常规铅酸电池长倍左右高温低温特性
胶体电池目前世界项性优越阀控式铅酸免维护蓄电池时性稳定性高寿命长具技术特点
（1）采固体凝胶电解质等体积电解质容量热容量热消散力强避免般蓄电池易产生热失控现象环境温度适应力（高低温）强
（2）部游离液体存部短路
（3）电解质浓度低极板腐蚀弱浓度均匀存酸分层现象
（4）采锑合金电池极板电池放电率极低20摄氏度电池存放两年需补充电
（5）超强承受深放电电流放电力充电放电保护电池100放电继续接负载四周充电恢复原容量
（6）长时间放电力循环放电力强
（7）采高灵敏度低压伞式气阀(德国阳光公司专利)渗液\鼓胀现象
（8）采滑动密闭技术(德国阳光公司专利)允许电化学反应必然产生电池期极柱生长保证极高密封性
（9）容量电池采正极式极板电池单体做2V 3000AH浮充寿命长达20年
153两种新型电池
热失控寿命复合效率进行较首先先解热失控复合效率定义
热失控指：电池充电期(浮充状态)没时调整充电电压电池充电电流温度发生种累积性相互增强作时电池温度急剧升导致电池槽膨胀变形失水速度加甚电池损坏
复合效率指：充电时正极产生氧气负极吸收复合率充电电流电池温度负极特性氧气达负极速度等素均会影响密封电池气体复合效率
AGM密封铅蓄电池时 出现种具破坏性现象AGM密封铅蓄电池采贫液式紧装配设计隔板中必须保持10孔隙准电解液进入电池部导热性差热容量充电时正极产生氧达负极负极铅反应时会产生热量时导走会电池温度升高没时降低充电电压充电电流会加析氧速度增反电池温度升高恶性循环会引起热失控现象
开口式铅蓄电池言存阴极吸收氧气现象加电解液量较电池散热容易热容量然会出现热失控现象胶体密封铅蓄电池电解液量开口式铅蓄电池相极群周围槽体间充满凝胶电解质较热容量散热性会产生热量积累现象
影响阀控式密封铅蓄电池寿命素电池设计制造方面素户维护条件方面素前者言正极板栅耐腐蚀性电池水损耗速度两素正板栅厚度加采Pb—Ca—SnA1四元耐蚀合金根板栅腐蚀速度推算电池寿命达10～15年然电池结果水损耗速度成影响密封电池寿命关键性素
AGM密封铅蓄电池言采贫液式设计电池容量电解液量极敏感电池失水10容量降低20损失25水份电池寿命结束然胶体密封铅蓄电池采富液式设计电解液密度AGM密封铅蓄电池低降低板栅合金腐蚀速度电解液量者15～20失水敏感性较低措施均利延长电池寿命根德国阳光公司提供资料胶体电解液含水量足电池运行12～14年电池投入运行第年水损耗4—5逐年减少4年总水耗损22V型密封电池227V单体条件浮充运行10年容量90国邮电通信部门反映然胶体密封铅蓄电池售价较高寿命长国产AGM密封铅酸蓄电池
胶体密封铅蓄电池产品初期氧复合效率较低运行数月复合效率达95种现象电池失水速度验证胶体密封铅蓄电池运行第年失水速度较达4～5逐渐减少造成述特性原胶体电解质形成初期部没极少裂缝没正极析出氧提供足够通道着胶体逐渐收缩会形成越越通道氧气复合效率必然逐渐提高水损耗必然减少
AGM式密封铅蓄电池隔膜中饱空隙提供量氧气通道氧气复合效率高新电池达90
第2章 蓄电池结构
21 TG型铅蓄电池
国铁路客车酸性蓄电池TG型（T表示铁路G型电池采式正极板）TG型铅蓄电池结构图21示
图21 TG型铅蓄电池结构图
1负极板 2胶槽 3正极板 4防护板 5沥青 6注液孔
7浮标 8浮标孔盖 9电池盖 10极柱卡 11浮标套 12隔板
1 正极板群：增蓄电池容量获较放电电池蓄电池极板10片组成片正极板板珊铅芯套作物质三部分构成
2 负极板群：负极板群11片涂膏式负极板组成片负极板珊格状基板铅膏两部分构成蓄电池极板群制作中均令负极板片数正极板片数片蓄电池放电时正极板二氧化铅变成硫酸铅作物质体积发生膨胀果正极板负极板数量相放电时外侧块正极板面发生作易产生单面膨胀造成极板弯曲新造蓄电池工厂进行化成充电目两极板作物质(时极板生板）电化成作物质正极板孔性二氧化铅负极板海绵状铅时具疏松适度结构
3 隔板：隔板隔离正负极板防止互相短接
4 电池槽：电池槽盛装极板群电解液容器底部做支持极板脚垫防止作物脱落造成极板底部短接
5 电池盖浮标：电池盖见图22电池盖极柱孔注液孔浮标孔浮标孔盖中央处装浮标套浮标浮标孔盖浮标指示电解液液面高度装置部三条指示线中间蓝色两条红色蓝色指示线浮标孔盖顶面水时表示液面高度合适端端红线浮标孔盖顶面水线时表示液面高度已达低高限遇情况应液面高度进行调整注液孔旋注液孔盖侧面排气孔注液孔盖旋电池补液充电时电池产生气体排气孔排出电池盖浮标结构图22
图22电池盖浮标结构图
1电池盖 2注液孔盖 3浮标孔盖 4排气孔 5浮标套 6浮标
6 铅蓄电池电化反应方程式：
PbO2+2H2SO4+PbPbSO4+2H2O+PbSO4
211电解液
铅蓄电池电解液浓硫酸纯水定密度调制成稀硫酸浓硫酸种色臭透明油状体15℃时密度1835含纯硫酸932水必须净化水（蒸馏水）水天然水代中蒸馏水中氯离子含量55mgL铁离子含量50mgL蓄电池蒸馏水作电导实验时绝缘值应等03MΩTG型电池充电密度般选1260±0005（30℃)放电密度宜低般选1150（30℃）
212铅蓄电池特性
1 电动势：实际运中铅蓄电池电动势E085+d计算式中d电解液极板效物质细孔中密度值（15℃）蓄电池电动势充电略降低放电略升高
2 端电压：蓄电池端电压电流充放电状态变化放电时端电压降低充电时端电压电动势高相差数值等放电电流充电电流电池阻电压降
3 容量：蓄电池充电充足状态放电规定终止电压时放出总电量蓄电池容量表现出蓄电池蓄电力蓄电池恒定电流放电时容量C等放电电流值I放放电时间T放积单位A·hCI放T放蓄电池容量条件关蓄电池充电程度放电电流放电时间电解液重温度电池效率新旧程度蓄电池极板表面进行电化反应时参加反应作物质少等影响运行中蓄电池容量素两方面：
（1）放电率：蓄电池放电终电压快慢做放电率放电率放电电流者放电终电压时间长短表示例：315A·h容量蓄电池525A电流放电6h达终电压时电流表示放电率525A率时间表示6h率般放电率时间表示
（2）电解液温度：电解液温度高时蓄电池容量增反容量降
4 阻：蓄电池阻包括极板电阻电解液电阻作物质细孔含电解液电阻等中作物质电阻电解液电阻蓄电池阻电解液温度成反温度高时阻温度低时阻外电池阻电池充放电程度变化充电时阻逐渐减放电阻逐渐增
5 放电：蓄电池外电路开路时容量益消耗称放电造成铅蓄电池放电素负极板海绵状铅动溶解正极板二氧化铅动原电解液中混害杂质等引起放电产生
6 效率：表示蓄电池电量量利程度百分数称蓄电池效率蓄电池效率表示方法两种安时效率瓦时效率蓄电池安时效率般达85～90瓦时效率达70
22镉镍碱性蓄电池
某城市轨道交通车辆采GN100型镉镍碱性蓄电池组74蓄电池串联成蓄电池标称电压125V容量100A·h蓄电池组标称电压925V型号意义：
G镉（负极板材料）
N镍（正板极材料）
100蓄电池容量（A·h）
城市轨道交通车辆蓄电池组辅助逆变装置输出低压电源联城市轨道交通直流控制电源辅助电源兼作低压电源滤波元件升弓前低压电源发生障时蓄电池组车辆控制电路供电低压电源正常工作时蓄电池处浮充电工作状态
蓄电池两种金属组成正负极板电解液容纳极板电解液电槽组成GN100型镍镉碱性蓄电池结构图23示
图23 GN100型镉镍碱性蓄电池结构
1正极板2正极板引线端3负极板4负极板引线端
5硬橡胶棍6电槽7带开关作螺钉塞8电解液
正负极板穿孔钢带制成匣子分装入正负活性物质（氧化镍镉铁合金等）构成钢带孔排出充电时形成气体便电解液流通正负极板分焊带接线柱汇流排组成极板组安装时正负极板交错排列采硬橡胶棍隔离通引线端柱固槽盖正极板电槽直接相连负极板电槽绝缘负极板正极板略窄防负极板电槽相连形成正负极板间短路正极板活性物质单位质量电容量少负极板活性物质镉镍蓄电池中正极板负极板块6块正极板5块负极板
电槽镀镍钢板制成碱性电池电槽身电极必须注意电池间电池间绝缘防短路槽盖三孔左右两孔引出正负极性正极柱旁注明+号标志中间注液孔孔装带开关作气塞气塞三作：防止外部空气中二氧化碳侵入产生碳酸盐降低电池容量二防止蓄电池短时翻转电解液外流三电池部气体增加定量时通气塞排免电池中气压高
电解液根蓄电池环境温度配制合理延长蓄电池寿命保证额定容量
车辆运行段时间蓄电池电压低终止电压（般规定终止电压11V）时蓄电池适宜继续放电应时充电须补充蒸馏水者电解液蓄电池恒定电流充电时充电制初充电制标准充电制快速充电制三种GN100型镉镍碱性蓄电池充电制时充电电流充电时间
初充电制：先25A充6h125A6h（放电时125A放4h）
标准充电制：25A充7h
快速充点制：50A充25h25A充2h快速充电方法仅特殊情况作常充电制度
23阀控型铅酸蓄电池
231阀控型铅酸蓄电池结构组成
板栅：铅合金模具铸造形成栅格状物体支撑活性物质传导电流
极板：板栅涂膏称极板提供电化学反应活性物质电化学反应场电池容量制约者根涂铅膏性质分正极板负极板
隔板：储存电解液作氧气复合气体通道防止活性物质脱落防止正负极间短路
槽盖：盛装极群
极柱：直接焊接汇流排连接连接条传导电流
安全阀：安全阀安装电池盖阀体安全阀组成电池保持定压提高密封反应效率充电高电流充电时安全阀开排出气体防止电池变形甚生爆炸防止外界空气进入电池防止电解液挥发
232阀控型铅酸蓄电池容量
电池定放电条件出电量称电池容量符号C表示常单位安培时简称安时（Ah）毫安时（mAh）通常C角处标明放电时率C10表明10时率放电容量C3表明3时率放电容量
（1）容量分类
电池容量分理容量额定容量设计容量标称容量
理容量活性物质质量法拉第定律计算高理值较系列电池常容量概念单位体积单位质量电池出理电量单位AhkgAhL实际容量指电池定条件输出电量等放电电流放电时间成绩单位Ah值理容量组成设计电池时活性物质外包括非反应成分外壳导电零件等时活性物质效利程度关
额定容量国家关部门颁布标准保证电池定放电条件应该放出低限度容量标称容量鉴电池安时值标明电池容量范围没确切值没指定放电条件电池容量法确定
（2）影响实际容量素
电池实际容量电池正负极活性物质数量利程度（利率）关活性物质利率受放电制度电极结构制造工艺等方面影响程中影响实际容量放电率放电制度终止电压温度
放电制度指放电速率放电形式终止电压温度高速率电流低温条件放电时减少电池输出容量
放电速率简称放电率常倍率时率表示
时率放电时间表示放电速率某电流放电规定终止电压历时间例某电池额定容量10时率时500AhC10500Ah表示电池应50010＝50A（I1050A）电流放电连续放电10h合格
倍率指电池放电电流数值额定容量数值倍数电池放电倍率越高放电电流越放电时间越短放出相应容量越少放电电流表示01 C10500Ah（C10）电池01×500＝50A电流放电1C10意指500A电流放电C脚标表示放电时率终止电压指电池放电时电压降宜继续放电时低工作电压般高倍率低温条件放电时终止电压规定低阀控电池10时率终止电压18V单体铅酸蓄电池身特性放电终止电压继续降低电池会放出太容量终止电压低电池损伤极尤放电较低电压时充电时缩短电池寿命列2V系列阀控式铅酸蓄电池通结构图容更解电池容量构成阀控式铅酸蓄电池图24
图24 2V系列阀控式铅酸蓄电池结构图
面关TRK1512TRP156型蓄电池较表通观察张表格更解类型蓄电池规格处TRK1512TRP156型蓄电池较表21
表21 TRK1512TRP156型蓄电池较表
项目
技术数
备注
TRP158型
TRK1512型
电压（V）
容量（A·h）
放电时间率（HR）
放电终止电压（V）
充电效率（）
电解液重
电解液量（L）
外形尺寸（mm）
重量
电池箱体
格栅合金
寿命次数
6
175
5
51
125
1280±0005
约80
292×520×1415
约27
聚丙烯
低锑合金
1000
12
175
5
102
125
1280±0005
约135
292×520×283
约65
硬橡胶
锑合金
800
额定电压
额定容量
充电量放电量
20℃完全充电
高×长×宽
电解液
232燃机车阀控式密封铅酸蓄电池智保护器
1．智保护器研究作
阀控密封式电池普通开口式铅酸蓄电池相具明显技术优势必须密封电池技术特点充分认识合理应科学维护密封电池运程中达优性长寿命佳济效益铁路电机车应阀控密封式铅酸蓄电池时应具作：
（1） 辅助发电机停止发电期间监测蓄电池放电旦放生放电应断开放电回路防止发生放电损坏蓄电池组
（2） 时检测落电池发出警告维修指示
（3） 应具温度补偿浮充电控制
（4） 应具适应机车行驶距离短快速均衡充电控制算法
2．智保护器功实现途径
（1）选择8位微电子控制器具智理理功PWM控制器IGBT组成高频开关电压控制器配合成功满足阀控电池需特殊运行环境条件具备电压调整器控制精度更高功(达士02V）
（2）解决阀控电池现场检测程监测难题关键检测参数选择机车柴油机起动功率(起动电流电压积)
24阀控式铅酸电池胶体电池差异
241电池结构工艺差异
AGM密封铅蓄电池纯硫酸水溶液作电解液密度129—13lgcm3极板部吸部分电解液外部分存玻璃纤维膜中正极析出氧提供负极通道必须隔膜保持10孔隙电解液占贫液式设计极板充分接触电解液极群采紧装配方式外保证电池足够寿命极板应设计较厚正板栅合金采Pb'q2wSrrA1四元合金
胶体密封铅蓄电池电解液硅溶胶硫酸配成硫酸溶液浓度AGM式电池低通常126～128gcm3电解液量AGM式电池20富液式电池相种电解质胶体状态存充满隔膜中正负极间硫酸电解液凝胶包围着会流出电池
种电池采富液式非紧装配结构正极板栅材料采低锑合金采状电池正极板时提高电池容量减少电池寿命极板做薄电池槽部空间扩
242电池放电容量差异
研究工作表明胶体电解液配方控制胶粒掺入亲水性高分子添加剂降低胶液浓度提高渗透性极板亲合力采真空灌装工艺复合隔板AGM隔板取代橡胶隔板提高电池吸液性取消电池沉淀槽适度增极板面积活性物质含量结果胶体密封电池放电容量达接开口式铅蓄电池水
AGM式密封铅蓄电池电解液量少极板厚度较厚活性物质利率低开口式电池电池放电容量开口式电池低10左右胶体密封电池相放电容量
243电池阻电流放电力差异
铅蓄电池阻欧姆阻浓差极化阻电化学极化阻组成前者包括极板铅零件电解液隔极电阻AGM密封铅蓄电池玻璃纤维隔板具90孔率硫酸吸附电池采紧装配形式离子隔板扩散电迁移受阻碍AGM密封铅蓄电池具低阻特性电流快速放电力强
胶体密封铅蓄电池电解液硅凝胶然离子凝胶中扩散速度接水溶液中扩散速度离子迁移扩散受凝胶结构影响离子凝胶中扩散途径越弯曲结构中孔隙越狭窄受阻碍越胶体密封铅蓄电池阻AGM密封铅蓄电池
然试验结果表明胶体密封铅蓄电池电流放电性然完全满足关标准中密封电池电流放电性求孔电极部极板附液层中酸关离子浓度电流放电时起关键性作
第3章 蓄电池工作原理
31阀控式蓄电池结构原理
相防酸隔暴式蓄电池组需电解液出厂前注入极板隔板中没游离电解液通负极板潮湿提高吸收氧力防止电解液减少蓄电池全密封阀控式铅酸蓄电池称贫液式蓄电池
32阀控式蓄电池工作原理
阀控式蓄电池充电程中充电终止时会出现水电解现象通常情况正极出现氧气负极出现氢气电池采免维护极板氧气析出时电位提高加反应区域反应速度正极出现氧气先负极出现氢气阀控式蓄电池结构电池部保留定压力气体保证述反应循环进行时抑制负极氢气析出控制电池水分消耗电池密封运行
蓄电池充放电时正极负极活性物质电解液时参加化学反应铅酸蓄电池充放电化学反应原理方程式：
正极： PbO2 + 2e + HSO4 + 3H+ PbSO4 + 2H2O
负极： Pb + HSO4 PbSO4 + H+ + 2e
总反应： PbO2 + 2 H2SO4 + Pb 2 PbSO4 + 2H2O
化学反应方程式中出铅酸蓄电池放电时正极活性物质二氧化铅负极活性物质金属铅硫酸电解液反应生成硫酸铅电化学种反应做双硫酸盐化反应蓄电池刚放电结束时正负极活性物质转化成硫酸铅种结构疏松晶体细密结晶物活性程度非常高蓄电池充电程中正负极疏松细密硫酸铅外界充电电流作会重新变成二氧化铅金属铅蓄电池处充足电状态正种逆转电化学反应蓄电池实现储存电释放电功 日常中通常蓄电池放电功充电阶段作蓄电池维护工作铅酸蓄电池充足电情况长时间保持电池化学物质活性蓄电池放出电果时充足电电池活性物质快会失活性蓄电池部产生逆转化学反应电动车电池途铅酸蓄电池般生产厂家会求者蓄电池充足电保存定期电池补充电图31充电电压气体吸收率关系图
图31 充电电压气体吸收率关系图
铅酸蓄电池填满海绵状铅铅板作负极填满二氧化铅铅板作正极128％稀硫酸作电解质充电时电转化化学放电时化学转化电电池放电时金属铅负极发生氧化反应氧化硫酸铅二氧化铅正极发生原反应原硫酸铅电池直流电充电时两极分生成铅二氧化铅移电源恢复放电前状态组成化学电池铅蓄电池反复充电放电电池做二次电池电压2V通常三铅蓄电池串联起电压6V汽车6[2]铅蓄电池串联成12V电池组铅蓄电池段时间补充蒸馏水电解质保持含22～28％稀硫酸
铅酸电池工作原理：
（1） 阀控式密封铅酸蓄电池充放电程中化学反应：
PbO2+2H2SO4+PbPbSO4+2H2O+PbSO4 催化剂：Pb加热
（2） 实现电池密封设计原理：
正极活化物（二氧化硅） 正极活化物（硫酸铅）
电解液（硫酸） 电解液（水）
负极活化物（海绵状铅） 负极活化物（硫酸铅）
放电时
充电时
正极板耳朵二氧化铅负极板海绵状铅电解液中硫酸反应生成硫酸铅电解液中硫酸浓度降低
硫酸铅通氧化原反应分恢复成二氧化铅海绵状铅电解液中硫酸浓度增
解决方案→防止充电导致水分解引起电解液减少→实现电池密封
（3）活性物质
设计正负极板活物质充电程中异步复原反应正极板活物质完全充电恢复负极板活物质未完全转变海绵状铅样充电末期正极开始产生氧气时负极板未变成完全充电状态限度抑制氢气产生
（4）隔板：设计隔板达4目
①保持正负极板绝缘
②吸附电解液保持电解液流动负极板处湿润状态
③高孔隙度正极产生氧气容易通达负极板
④隔板中加入适量粗纤维保持隔板长时间具备良弹性
（5）充电末期电极反应
正极产生氧气负极活物质稀硫酸进行反应负极板部分处极化状态吸收正极产生氧气消耗海绵状铅量负极板充电生成海绵状铅量两者达衡状态时便实现电池密封
充电末期电极反应：
总充电程产生氧气够迅速负极板充电状态活物质发生反应变成水结果基没水份损失密封成
采玻璃纤维隔膜阀控式密封铅蓄电池(简称AGM密封铅蓄电池)采胶体电解液阀控式密封铅蓄电池(简称胶体密封铅蓄电池)利阴极吸收原理电池密封
电池充电时正极会析出氧气负极会析出氢气正极析氧正极充电量达70时开始析出氧达负极负极起述反应达阴极吸收目原理化学式：
2Pb＋O22PbO
2PbO＋2H2SO42PbS04+2H20
负极析氢充电90时开始加氧负极原作负极身氢电位提高避免量析氢反应
AGM密封铅蓄电池言AGM隔膜中然保持电池部分电解液必须10隔膜孔隙中进入电解液正极生成氧通部分孔隙达负极负极吸收
胶体密封铅蓄电池言电池硅凝胶SiO质点作骨架构成三维孔网状结构电解液包藏里边电池灌注硅溶胶变成凝胶骨架进步收缩凝胶出现裂缝贯穿正负极板间正极析出氧提供达负极通道
出两种电池密封工作原理相区电解液固定
方式提供氧气达负极通道方式
第4章 蓄电池障分析
41影响阀控式蓄电池寿命素
放电终止电压蓄电池组放出少电量电池衡量蓄电池寿命指标蓄电池容量关素较设计周密制造精良安装正确维护完善等均蓄电池寿命定影响面维护角度分析影响阀控式蓄电池寿命素
411环境温度
环境温度高蓄电池寿命影响温度升高时蓄电池极板腐蚀加剧时消耗更水电池寿命缩短蓄电池25℃环境获较长寿命长期运行温度升高10℃寿命约降低半
412度充电
长期充电状态正极析氧反应水消耗H＋增加导致正极附酸度增加板栅腐蚀加速板栅变薄加速电池腐蚀电池容量降低时水损耗加剧蓄电池干涸危险影响蓄电池寿命
413度放电
蓄电池度放电发生交流电源停电蓄电池长时间负载供电蓄电池度放电电压低甚零时会导致电池部量硫酸铅吸附蓄电池阴极表面电池阴极造成硫酸盐化硫酸铅种绝缘体形成必蓄电池充放电性产生负面影响阴极形成硫酸盐越蓄电池阻越电池充放电性越差蓄电池寿命越短
414长期浮充电
直流系统开关电源提供浮充电流阀控式蓄电池言三作：供日常性负载电流补充蓄电池放电损失维持蓄电池氧循环蓄电池长期浮充电状态充电放电势必会造成蓄电池阳极极板钝化蓄电池阻增容量幅降造成蓄电池寿命降
415基站阀控式蓄电池容量损失成
整通信行业中移动通信基站解决通信覆盖问题建站环境较复杂市电引入建设受基站环境条件限制建设配置求维护求差易许基站建城市高楼郊区高山客观讲基站市电环境没交换局求高电池质量求较高蓄电池组配置维护理增加许困难阀控式蓄电池维护指标测试通动力环境监控系统取阀控式蓄电池容量损失取决通信开关整流电源电池充电质量维护取决开关电源阀控式蓄电池充电理（均浮充控制电池保护）动力环境监控系统否发挥效
416阀控式蓄电池实际中均浮充控制
通信蓄电池充电方式浮充电均衡充电两种延长阀控电池寿命必须解充电方式充电特点充电求严格求蓄电池进行充电
果阀控式蓄电池投入日期距出厂日期时间较长电池长期放电容量必然量损失单体电池放电差异致电池重端电压等出现均衡投入前应均充电压进行初充电补充电电池放电情况均匀电池端电压否电池会进步扩展成落电池会导致整组电池
外果蓄电池长期投入闲置时间超3月应该电池进行次补充电浮充状态充电电流维持电池放电外维持电池氧循环浮充状态充电电流电池浮充电压密切相关阀控铅酸蓄电池较长寿命电池程中根电池制造原材料结构特点环境温度等方面情况设定开关整流电源电池浮充电压
根通信阀控密封铅酸蓄电池行业标准YDT799－2002规定环境温度25℃时浮充电压允许变化范围220～227V浮充电压设置低电池长期处欠充电状态仅会电池极板部形成逆硫酸盐化会活性物质板栅间形成高电阻阻挡层电池阻增加容量降浮充电压设置高电池长期处充电状态会电池充电电流增电池负极析出H2正极析出O2气体难全部化合成H2O造成电池失水板栅腐蚀加速寿命提前终止
开关电源运行维护程中应根电池厂家提供资料进行浮充电压设置电池厂家推荐单体电池浮充电压223V时应设置开关整流电源浮充电压535V延长蓄电池寿命求开关整流电源系统检测电池放电情况根放电时间放电电流积分计算放电容量放电容量达20％监控模块记录市电正常进行均充时开关整流电源系统监控模块设置定期均充周期般推荐3月均充电压设置单体电池控制235V充5～6时（注意次均充时间宜太长）市电稳定区果开关整流电源市电正常进行均充维护员根电池放电情况通动力环境监控系统监控中心进行远端手动遥控开关整流电源电池均充正常浮充情况充电电流极电池负极析出H2正极析出O2完全化合成H2O均充时果电流气体难化合导致电池部气压增引起排气阀门开启造成电池失水电池均充浮充时候限制电池充电电流称限流值数情况限流值005C～025C间通信开关整流电源系统整流器控制限流点方法分调压型调限流点型两种
调限流点型开关整流电源统监控模块首先根电池限流值负载电流计算出系统限流值分配整流模块限流值然参数发整流模块时隔段时间监控模块根负载电流变化检测电池电流值重新计算调整限流值发监控模块需调压温度补偿浮充均充电压值发种方式电池获恒定充电电流调压型开关整流电源系统监控模块通闭环调整整流模块电压达限流电池充电电流11倍限流值时降低整流模块电压电池充电电流09倍限流值时提高整流模块电压直达预设定电压点止情况维持整流器输出电压变
417基站开关整流器阀控铅酸蓄电池放电保护（二次电功）
前述电池放电会电池寿命造成影响基站开关整流器放电保护功项重指标基站开关整流器二次电功电池进行放电保护交流电源停电电池放电电池电压低次电电压切断耗电量较次负载维持重负载较长工作时间低二次电电压切断负载保护电池防止放电提高系统性般求电电路具备软硬件双重保护硬件保护般指电池电压低39V时必然电高47V时允许电电电压点般意设置软件电保护电压点般根电池容量放电电流进行设置组合电源系统行调节
蓄电池说二次电保护电压应该电池放电终止电压通信电源系统中般蓄电池组电电压保护点设置43V单体电池终止电压约18V蓄电池终止电压电池正负极三种极化密切相关终止18VCell设置针约01C左右放电速率定极化存电池放电电流情况终止电压电流放电时终止电压较低电流放电时终止电压较高果负载某固定电电压点电电流放电造成放电足效延长负载工作时间电流放电造成放电影响电池寿命例300A整流电源备电池组500Ah负载50A（01C）时放电终止电压约43V负载25A（005C）时放电终止电压约456V果电电压设置43V60A负载电池放电足10A负载放电样负载较轻情况果电电压设置值负载较重情况样会电池长年工作深度放电状态电池实际寿命缩短蓄电池电保护应根负荷情况调整
42常见障原分析
421电池部断路
特征：电池电压放电充电
障原：
①电池制造质量问题极柱设计合金机械强度差极柱铸造缺陷极柱焊接时存隐患等素引起极柱身极柱相连接部位极柱汇流排连接处机械强度足
②错误合金含锑合金制造极柱焊接铅钙合金极板极柱汇流排快速腐烂形成断路焊条合金板栅合金相
③原：电池充电电压高电池程中产生高温促成快速电化腐蚀极柱焊接薄弱处机械强度日益减少行车时震断
422单格短路
特征：开路电压低常电压低2V4V电池充电见某格帽泡解剖见1格2格短路
障原：
①隔板孔径隔板耐腐性差形成穿孔隔板破裂缺损
②组装时夹入铅粒金属渣顶穿隔板
③极板活性物质脱落堆积引起极群底部短路
④极板边框附着活性物质膨胀引起正负极板边缘短路
⑤电池组装紧
⑥外：时充电电压高短时期造成极板活性物质严重脱落极群底部形成堆积短路
⑦长期放电极板严重硫酸盐化硫酸盐渗透隔板形成短路长期放电电解液密度低硫酸盐极易溶解电解液中渗透隔板
⑧电池干涸引起枝晶渗透隔板形成短路
423电池极板活性物质严重脱落正板栅严重腐蚀断筋
特征：电池容量显著降电流发电性极差
障原：
①极板制造工艺配方存着较缺陷膨胀剂添加量混合均匀
②充电电压高造成种弊病原
③电池严重缺水情况继续存放致正板栅部严重腐蚀
424极板严重硫酸盐化电池容量降
特征：电池开路电压偏低电流放电迅速达终止电压解剖时发现：正极板颜色淡黄浅褐色极板颜色发白手指触摸时感觉粗颗粒正负极板脆硬严重时表面白色结晶光线耀闪闪发光产生原：
①充电时电压足（充电电压偏低）
②长期充电足处半放电状态
③量放电放电时充电
④电池部短路
⑤电解液密度高
⑥电池温度高
⑦极板外露
⑧电池放电会加速极板硫酸盐化极板硫酸盐化会加速放电
⑨负极板活性物质正极板引起正板硫酸盐化引起电池放电失水
425电池中格二格电压偏低启动
特征：开路电压正常电压低
障原：
①某单格中极板隔板铁氯等类杂质污染正负极板间形成轻微短路放电较
②阀帽松动起作引起部气体逸出外界空气进入电池部加速放电
③补液甚混入杂质
426电池槽破裂
障原：
①材料强度够低设计强度较回料材料老化材料机溶液剂腐蚀注塑工艺佳等导致较应力
②电池槽结构设计局部应力度集中
③装配压力阀控式紧装配装配压力般40—60Kpa
④电池部压力气密性试验压力易损伤电池槽表面成裂纹⑤电池部断路极柱熔断电池温度骤升压力引起电池炸裂
427新电池容量偏低
①活性物质量足
②化成透次充电足
③电解液密度低
④电解液密度高阻
428电池干涸
①排气阀开气压力偏低
②气密性
③装配太松装配压力够
④充电电压高电流温度高
⑤放电
⑥热失控引起逸气失水
⑦放电程中会造成正极活性物质膨胀引起壳体逆鼓肚子现象
第5章 阀控式铅酸蓄电池维护检修
客车蓄电池客车做定检时车卸回车间进行定期检修充电工作X蓄电池充电方法定电流充电法定电压充电法分级定电流充电法种客车电池定检中充电均采分级定电流充电法种常进行充放电工作意义分述：
1初放电：指新造电池前第次充电目恢复新造电池化成部分放电极板作物质未化成部分充分化成
2普通充电：运电池放电检修恢复容量进行充电
述两种充电程中遇电池温度接45℃时适减电流采取降温措施通常采强通风冷事先电池放水槽中循环水降温
3放电试验：检查电池充电容量进行放电试验根1试验结果解初充电质量运电池次定检情况定检电池测实际容量低标称容量70时般装车
4 补充电：列车运电池遇某特殊情况列车中途意外停车列车编组母车足长期停母车电池放电严重等造成电池容量少时车库进行补充电补充电电流根电池具体情况定般10h率宜
51环境蓄电池影响
度电池正常运行温度10℃～30℃佳运行温度25℃高温会缩短蓄电池寿命温度升高5℃蓄电池寿命降低10低温会蓄电池容量减15℃环境蓄电池损失约10容量温度电池浮充电压影响图51某厂家电池浮充电压温度关系曲线
图51 电池浮充电压温度关系曲线图
通信电源系统中电池总线备工作样电池基处长期浮充状态中浮充电压选取电池长期运行起着关重作偏高浮充电压会造成电池缓慢失水发热失控电池失效偏低浮充电压会造成电池长期处充饱电状态电池发生硫酸化导致电池失效电池室温度必须集中控制高低温度差应05℃
（1）环境湿度
蓄电池运行湿度应该（595）结露间环境湿度高会蓄电池表面结露容易出现短路环境湿度低容易产生静电
（2）灰尘
灰尘容易蓄电池短路安全阀堵塞失效外需提点维护通道发现蓄电池机柜塞满满已法接触蓄电池极柱端子法蓄电池进行测量电池室必须留足够道供维护员更换电池进行清洁时
52阀控密封铅酸蓄电池常见问题
（1）浮充电压设置低
浮充电压设置低时蓄电池长期处欠充电状态极板深处活性物质法参化学反应继活性物质隔板膜间形成高电阻层加蓄电池阻造成蓄电池容量降
（2）浮充电压设置高
浮充电压设置高时蓄电池长期处充电状态部产生气体量增加时安全阀常处开阀状态引发蓄电池严重失水电解液浓度增蓄电池部腐蚀加快容量失效等系列果
（3）量放电
蓄电池量放电时部产生量硫酸铅极板物质体积增引起极板弯曲膨胀严重时导致蓄电池槽胀裂
（4）环境温度高
环境温度高时蓄电池增加部水分损耗极板腐蚀加剧缩短蓄电池寿命蓄电池长期运行超标准温度温度升高10 ℃蓄电池寿命约降低半
53蓄电池测试
蓄电池安装科学效监测理手段蓄电池性指标时作出准确判断保证通信电源运行延长蓄电池寿命蓄电池维护根关规程年次10h放电率进行次4h核性放电试验放出额定容量40月巡检时电池进行项目检查：端电压单电压电池温度连接处松动腐蚀现象电池壳体渗漏变形极柱安全阀周围否断酸雾逸出等外利电池阻测试仪次巡检时会蓄电池阻进行检测进行存档分析较
531负载测试
单体电池放电时电压变化检测阀控铅酸电池种效方法单体电池放电时电压降速度电池健康状况关障电池电压降正常电池快种方法检测结果准确必须放电试验结合进行进行负载测试时定危险性应注意放电电流宜更避免短路放电放电时蓄电池端电压低终止电压（430V）防蓄电池度放电导致蓄电池性降寿命缩短果组电池中存落电池整组深度放电时存危险落电池度放电导致损坏需时发现隐患放电应该时充电允许蓄电池放电长期搁置负载测试进行电池容量准确测量较方法种方法包括蓄电池整备电源系统进行全面检查检查出单体电池电池外部电路障面原重复进行放电试验理想费时费力费较高定危险性放电试验会加速电池老化减少电池寿命放电试验期间放电充电期间电池紧急情况负载供电放电试验仅出实验时电池容量性预示容量性
532电压巡检
巡检中测试蓄电池组端电压值浮充电流值蓄电池电压值蓄电池组直流母线电阻值绝缘状态电池温度连接处松动腐蚀现象电池壳体渗漏变形极柱安全阀周围否酸雾逸出等实践证明单电池电压监测预警性前瞻性较差法准确测定电池容量时找出老化电池蓄电池运行段时间进行蓄电池放电测试发现已蓄电池容量降较明显前电压巡检法发现实出现情况正常电池电压电流环境温度参数蓄电池否正常运行前提条件者蓄电池运行参数蓄电池端电压反映电池容量特性容量严重降电池整组浮充电电池中浮充电压区足判断电池否容量降低失效蓄电池健康度等户十分关心问题电压巡检够解决（实际中电压巡检发现落电池时蓄电池早已进入寿命期果试图电压巡检发现蓄电池健康问题电压巡检提供信息滞）提前发现落电池提前预报蓄电池失效趋势众蓄电池户关注
533阻检测方法
单电池阻检测方法目前效检测电池优劣方法电池监测技术质变动监测电压动测试电池部状态通测量电池阻预测电池障电池阻增高应电池容量降电池阻变化明确确认时候电池应保60容量
样电池通电池浮充端电压测量发现蓄电池完全充电完全放电时阻相差24倍阻变化率电池端电压变化率（端电压变化率3040）蓄电池阻R预测剩余容量开路电压法精确电池阻实时监测起端电压监测说起作革命性时负载测试廉价补充代手段需说明：电池阻身容量着密切联系利参数预测电池性电池阻容量着紧密联系两者间非般线性关系目前然测量出电池阻参数直接指示电池容量作电池性坏指示信号
更精确预测蓄电池性检测出电池阻进行横较分析变化趋势间接判断预测蓄电池优劣情况横较次测量完组（4节）蓄电池阻测试仪进行阻横较分析通阻较找中落电池较电池安装工作完成电池组进行验收时测试蓄电池阻值进行存档记录次测量阻值进行保存次阻测试前数进行较判断预测电池性需注意蓄电池阻蓄电池放电程度电解液温度关放电程度增加时阻会硫酸铅增电解液重降增放完电阻充足电阻数倍温度降低时阻会电解液粘度增增温度25℃降50℃阻增加倍次进行阻测量时环境温度保持致充足电状态综述阻法优点线蓄电池说方法系统影响蓄电池阻够正确真实反映蓄电池性状况单电池阻巡检分析保证蓄电池组处良运行状态够时提供户蓄电池劣化趋势
54阀控密封铅酸蓄电池维护
541铅酸蓄电池注意事项
（1）保持蓄电池清洁避免泄漏电流
蓄电池进行清洁时必须湿布擦拭严禁油类机溶剂（例汽油稀释剂）擦洗涂覆浸材料布擦拭避免起毛刷子干布擦拭免产生静电引起爆炸危险
（2）保持适宜环境温度
蓄电池应贮存清洁通风良干燥环境中避免高温贮存应受阳光直射远离热源环境温度控制15 ℃ ～20 ℃宜
（3） 具备限流恒压功充电设备
蓄电池充电时充电设备必须具备限流恒压功恒压应保持± 1 范围
（4）保持完整蓄电池组运行记录
（a）月检查记录充电设备运行状态蓄电池组总电压值充电电流值
（b）季度定期检查记录次蓄电池组中蓄电池浮充电压值检测记录蓄电池组两端充电电压充电设备输出电压否致检查记录蓄电池外形外表温度否正常
（c）次均充时隔4 时应分记录蓄电池充电电压充电电流
(5) 注意蓄电池放电深度
保证蓄电池寿命应特注意蓄电池放电深度：间歇放电放电电流01Q 时放电终止电压183V 台放电电流02Q 左右时放电终止电压175V 台放电电流05Q 左右时放电终止电压173V 台放电电流 07Q 左右时放电终止电压 163V 台放电电流 07Q~30Q 左右时放电终止电压 153V 台放电电流 30Q 时放电终止电压 133V 台 Q 电池额定容量蓄电池应严格述放电终止电压放电否会发生放电现象缩短蓄电池寿命
（6）蓄电池进行定时外观巡视
蓄电池运行时期应定时进行外观巡视检查连接片（连接线）否松动腐蚀现象壳体否出现渗漏变形极柱端子安全阀周围否酸雾溢出蓄电池温度否高等
542 铅酸蓄电池日常维护检查
阀控密封铅酸蓄电池加酸加水维护需理保证电池良需做必维护工作需检查项目：
1．蓄电池室蓄电池应清洁通风干燥严禁火花火焰发烟材料等引燃物检查配备专干粉灭火器否完
2．蓄电池应避免阳光直射室机溶剂腐蚀性气体时应避免空调外部通风口直接影响电池单体温度造成电池电压均匀
3．单体电池组浮充电压（次月）
4．电池外壳极柱温度（次月）
5．极柱安全阀周围否渗液酸雾逸出（次月）
6．电池壳盖变形渗液（次月）
7．重新拧紧连接处螺钉（次月）
时定期开关电源电池理参数进行检查保证电池参数符合求
543蓄电池系统定期维护措施
蓄电池系统日常进行充电维护外长期未进行放电程蓄电池应该采取定期维护措施：
A定期进行均充电均充电压采235V单体±002V隔三月6月应均充电次应视时浮充电压差程度决定均充电时间般8—12时定期均充电目：
（1）消温度变化没时修正浮充电压变化影响
（2）蓄电池组常放电浮充电压规定时间充足电
（3）浮充电压值设备电压限制取较低时
（4）值守机房常检测浮充电压变化
（5）电池系统中单体电池电压≤220V
（6）电池储存期超6月
（7）定期修正电池系统浮充电压值
B电池系统浮充电压值受温度影响较应根电池系统中环境温度变化时修正系统充电电压值般年设定调整24次调整标准：
（1）环境温度升高1℃时降低浮充电压0003V单体
（2）环境温度降低1℃时升高浮充电压0003V单体
蓄电池高温环境运行（30℃）电池阻变电池充电效率提高电池容量会增加适降低浮充充电电压值减浮充电流电池容量受影响
电池运行环境温度降低时（20℃）电池正极板二氧化铅形成电位析氧电位差降低负极板析氢电位硫酸铅原电位差降低电池充电效率降低电池容量降电池硫酸铅溶解度溶解速度降低电解液浓差极化增时电解液电阻率变化引起电池阻增求低温条件较高充电电压满足充电求否会造成充电足现象
C定期进行治疗性核性放电试验
蓄电池系统长期处浮充工作时负极活性物质量设计氧复合存致负极板总部分活性物质处充电足状态长期浮充电流值较足极板部活性物质充分电化学反应引起极板部活性物质硫酸盐化降低负极板容量电池寿命受影响避免述现象出现长期处浮充电工作状态电池系统应视工作状态采取6月12月进行次治疗性放电试验（称核性放电试验）6月放电次时放电深度浅宜采3040左右12月进行放电试验时适加深宜5060深度加深会容易观察电池系统中出现障单体电池
核性放电试验目：
（1）核实蓄电池实际容量
（2）反映蓄电池系统维护时存问题缺陷
果通放电试验发现电池系统中落单体时通电池容量恢复充放电措施进行补救确保电池系统运行安全应该说明电池系统运行中旦出现问题应立通知供应商会供应商派出技术员时处理解决问题
55阀控密封铅酸蓄电池检修
（1）蓄电池运行时蓄电池浮充电压低220V 台电流较说明该蓄电池容量足需立整组蓄电池进行均衡充电
运行员够更迅速更直接解变电站直流系统蓄电池组运行情况避免落蓄电池影响直流系统正常运行现许变电站直流系统监控装置中安装蓄电池巡检仪发现蓄电池浮充电压低时便立报警发现蓄电池浮充电压低采方法进行处理：蓄电池组进行恒压充电（23～524V ）×台数充电时间20～30 时接着转浮充充电浮充8 时次逐台检测蓄电池充电电压否22V 台需均衡充电10 时然转入浮充充电4时测浮充电压蓄电池未达22V 台说明该蓄电池落电池采联二极落蓄电池更换方法避免影响整组蓄电池正常运行
某变电站直流系统蓄电池组运行程中蓄电池落直流系统监控装置产生告警该监控装置蓄电池巡检仪检测出号蓄电池电压161V 明显低正常电压低值18V 进步确认蓄电池电压正常否蓄电池进行逐测量果然发现该号蓄电池电压16V左右采蓄电池组进行恒压充电方法整组蓄电池进行充电该号蓄电电压法达标说明该电池已落电池采联二极方法落蓄电池更换更换蓄电池直流系统切运行恢复正常
（2）长期限压限流浮充电方式限压限流运行方式法判断阀控密封铅酸蓄电池现容量部否失水干裂必须通核性放电找出蓄电池存问题发电厂变电站中直流系统蓄电池组退出运行阀控密封铅酸蓄电池组进行全核性放电准备组时阀控密封铅酸蓄电池组代运行
阀控密封铅酸蓄电池组进行全核性放电时01Q 电流进行恒流放电蓄电池组端电压降18V 台×台数时便停止放电隔1~2 时01Q 电流进行均充电→浮充电反复2~3 次蓄电池存问题查出容量恢复（Q 蓄电池额定容量）阀控式蓄电池具体障解决方法做表格表51
表51 阀控式蓄电池障解决方法
项目
障现象
原
果
解决办法
电
池
外
观
检
查
电池壳盖裂纹碎裂
运输撞击损坏
电池干涸接障
换掉损坏电池
电池爆炸壳盖碎裂
电池短路产生火花点燃电池部外原累积气体
支持负载严重时易造成设备损坏
换掉损坏电池
超期服役电池维护良电池爆炸隐患
超期服役电池
端子腐蚀
制造程残留电解液电池端子密封严渗出电解液
增加接触电阻连接部位发热加电压降
拆连接清洁连接面端子区涂保护油脂妥善安置果端子区渗漏严重腐蚀电池柜必须换掉电池
端子熔化油脂痕迹
连接松动接触面污物造成高接触电阻连接处发热
电压会缩短备时间损坏端子
重新拧紧松动连接
清连接处污物连接
电池壳发热膨胀严重
高温环境浮充电压充电电流述障组合造成热失控
电池失水严重缩短寿命严重时电池壳盖熔化释放腐蛋味硫化氢气体
改善环境条件
纠正导致热失控项目
电池超期服役
电池阻增爆炸危险
换掉膨胀严重电池
换掉超期电池
温
度
检
查
电池温度升高
环境温度升高
缩短电池寿命
改善环境条件
未安装空调
电池柜通风良
纠正充电系统
浮充电压高
浮充电流高
换掉短路电池
电池短路
浮
充
总
电
压
25 ℃时系统浮充电压均单体电池：235V单格
充电器输出设定正确
度充电会导致析气电解液干涸发生热失控危险
调整充电器输出规定值
电气元件损坏
维修电气元件
25 ℃时系统浮充电压均单体电池：220V单格
充电器输出设定正确
充电足会缩短负载工作时间逐步丧失容量发展会造成电池逆硫酸盐化
调整充电器输出规定值
电池单格短路
维修电气元件
单
电
池
电池浮充电压220V单格
电池单格短路
缩短负载工作时间浮充电流增加放电时单格发热潜热失控危险
换掉障电池
浮
充
电
压
短路电池电池浮充电压235V单格
电池存没完全断路单格电池虚连接
法支持负载产生引爆电池部气体电弧
换掉障电池
第6章 心体会
着毕业日子毕业设计接尾声周奋斗毕业设计终完成没做毕业设计前觉毕业设计年学知识单纯总结通次做毕业设计发现法点太片面毕业设计仅前面学知识种检验力种提高通次毕业设计明白欠缺知识学东西太前总觉基掌握通次毕业设计明白方需学工作生活中需保持断学努力提高知识综合素质
次毕业设计中团结协作更理解学间互相帮助什懂家起商量听听法解更知识里非常感谢帮助学
心总学会学会确觉困难较真万事开头难知道入手终做完种释重负感觉外出结：知识必须通应实现价值东西学会真正时候发现两回事认真正会时候真学会
感谢指导老师悉心指导感谢吴冰老师帮助设计程中通查阅量关资料学交流验学吴冰老师请教等方式学少知识历少艰辛收获样巨整设计中懂许东西培养分析力学团结互助树立信心相信会学工作生活非常重影响提高动手力充分体会创造程中探索艰难成功时喜悦然设计做太设计程中学东西次毕业设计收获财富终身受益
参考文献
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城轨车辆蓄电池检修维护
摘
毕业设计针国铁路车辆种蓄电池进行研究首先概述性介绍蓄电池结构种类发展历史重点介绍铁路车辆蓄电池检修维护维修工作容求通方面学蓄电池保养障处理具定认识方面力定提升
外文涵盖新型蓄电池部分介绍蓄电池新技术解拓展蓄电池认知度选范围
关键词： 铁道车辆 蓄电池 检修
Abstract
The various batteries used in graduate design in view of China's railway vehicle is studied firstly generally introduces structure types and the development history battery focuses on the battery repair and maintenance and repair work contents and requirements for railway vehicle Based on these aspects of learning make me on the battery maintenance and fault treatment has a certain understanding so that the capacity of these areas have been improved
In addition this paper also covers the battery part let me understand the new technology to the battery expand the awareness and the selection range of battery
Keywords Railway vehicle battery maintenance
目 录
第1章 蓄电池概述 1
11蓄电池电力机车应 2
12供电蓄电池 3
13起动蓄电池 4
14碱性蓄电池酸性蓄电池较 5
15新型蓄电池 6
第2章 蓄电池结构 10
21 TG型铅蓄电池 10
22镉镍碱性蓄电池 12
23阀控型铅酸蓄电池 14
24阀控式铅酸电池胶体电池差异 17
第3章 蓄电池工作原理 19
31阀控式蓄电池结构原理 19
32阀控式蓄电池工作原理 19
第4章 蓄电池障分析 23
41影响阀控式蓄电池寿命素 23
42常见障原分析 26
第5章 阀控式铅酸蓄电池维护检修 29
51环境蓄电池影响 29
52阀控密封铅酸蓄电池常见问题 30
53蓄电池测试 30
54阀控密封铅酸蓄电池维护 32
55阀控密封铅酸蓄电池检修 35
第6章 心体会 39
参考文献 40
第1章 蓄电池概述
蓄电池化学电相互转换装置电转变化学储存起时化学转变电变换程逆两程前者称充电者称发电根极板材料电解液性质蓄电池般分酸性（铅）蓄电池碱性蓄电池两类碱性蓄电池极板活性物质分铁镍蓄电池镉镍蓄电池等系列
铅酸蓄电池发明已百年历史价格低廉原材料易获充分性适电流放电广泛环境温度范围等优点化学电源中直占绝优势20世纪初铅酸蓄电池历许重改进提高量密度循环寿命高倍率放电等性然开口式铅酸蓄电池两缺点：
(1)充电末期水会分解氢氧气体析出需常加酸加水维护工作繁重
(2)气体溢出时携带酸雾腐蚀周围设备污染环境限制电池应
铅酸蓄电池1859年Gplante发明铅酸蓄电池发明价格低廉原料易性容易回收适电流放电等特点目前已成世界产量途广泛蓄电池品种铅酸蓄电池百年发展技术断更新现已广泛应汽车通信电力铁路电动车等领域产品结构形式分类分开口式富液免维护式玻璃丝棉隔板吸附式阀控密封型（AGM）阀控胶体型(GEL)等类产品 国型电动车铅酸蓄电池AGM吸附式胶体两类阀控密封型蓄电池产品目前AGM吸附式蓄电池市场占导位胶体蓄电池生产难度技术水高国胶体材料稳定生产成高等原国少数家蓄电池厂生产户反映产品质量没明显提高国外权威蓄电池研究机构报道胶体动力型蓄电池综合技术指标寿命明显优普通AGM吸附式蓄电池胶体蓄电池动力型铅酸蓄电池发展方 根热力学原理铅酸蓄电池电动势2V样额定电压2V日常见铅酸蓄电池产品电压2V倍数常6V12V电池分36部串联2V蓄电池单元组成日常见种类电池样铅酸蓄电池单元分正极负极铅酸蓄电池正极结晶细密疏松孔二氧化铅作储存电物质正常红褐色负极海绵状金属铅作储存电物质正常灰色正极负极储存电物质统称活性物质铅酸蓄电池纯净稀硫酸作电解液重般12~13gml间电解液作参加极板化学反应导通离子降低电池反应时温度蓄电池正极负极间隔板隔开吸附式密封蓄电池隔板超细玻璃丝绵制作种隔板电解液吸附隔板吸附式密封蓄电池名称胶体蓄电池隔板种类较厂家种材料复合隔板
二十年解决两问题世界国竞相开发密封铅酸蓄电池实现电池密封获干净绿色源1969年美国登月计划实施阀控式密封铅酸蓄电池镉镍电池列入月球车动力电源镉镍电池采密封铅酸蓄电池技术发展1992 年许年努力付出高昂代价情况密封铅酸蓄电池广户认基特点期间加酸加水维护电池密封结构会漏酸会排酸雾电池盖子设 单
排气阀（安全阀）该阀作电池部气体量超定值（通常气压值表示）电池部气压升高定值时排气阀动排出气体然动关阀防止空气进入电池部
VRIA电池阀控式密封铅酸蓄电池诞生20世纪70年代1975年时发达国家已形成相生产规模快形成产业化量投放市场种电池然铅酸蓄电池原铅酸蓄电池相具优点倍受户欢迎特需电池配套设备安装起(工作间)户青睐例UPS电信设备移动通信设备计算机摩托车等VRIA电池全密封会漏酸充放电时会象老式铅酸蓄电池样会酸雾放出腐蚀设备污染环境结构特性VRLA电池做密闭(封)铅酸蓄电池区分老式铅酸蓄电池做开口铅酸蓄电池VRIA电池结构全密封控制电池部气体压力阀VRLA铅酸蓄电池全称便成阀控式密闭铅酸蓄电池
11蓄电池电力机车应
蓄电池作电力机车备电源启电源作包括：降弓状态位机车控制电路低温预热电器辅助压缩机明显示等低压电器提供110 V直流电源保证机车升弓投入工作电力机车运行中110V控制电源发生障时控制电路提供电源维持机车短时障运行机车正常运行程中控制电源起滤波作降低控制电源纹波系数提高控制电源品质机车低压试验提供控制电源机车障检查提供明电源
国首台电力机车问世直20世纪90年代中期国电力机车直采普通镉镍碱性蓄电池（铁壳体）着蓄电池性求提高原蓄电池固缺陷（漏液障率高存记忆效应运行半年左右需换液维护等）电力机车蓄电池运求间矛盾愈益明显阀控式免维护型铅酸蓄电池作新产品量高常温放电性稳少维护（终生免换液）记忆效应漏液（塑料外壳）次性价格低等特点迅速电力机车领域广泛应20世纪90年代末期镉镍碱性蓄电池研发工作取较发展研制出具少维护寿命长耐充放应温度范围宽漏液（塑料外壳）等特点镉镍碱性蓄电池酸碱两种少维护型蓄电池均电力机车领域获应
面机车车辆铅碱性蓄电池种类表11
表11 机车车辆铅碱性蓄电池种类
种类
型式
极板
机车车辆
负荷
铅蓄电池
TRA12
TRP15
TRE(密封式）
糊膏式
JR线客车
JR线燃动车
JR新干线
车灯
发电机组
启动
车灯
碱性蓄电池
AE
AMP
AES(密封式）
QFYM（组合式）
QCAT（密封式）
盒式
JR线电动车组
私铁电动车组
JR新干线
私铁电动车组新交通
国营私营
车灯
控制
辅助电源
12供电蓄电池
传统供电电源蓄电池TG型酸性铅蓄电池GN型碱性镉镍蓄电池规格表12示
表12 供电蓄电池规格
型号
生产国
额定容量（A·h）
额定电压（V）
充电
放电电流（A）
电解液重
蓄电池全重量（kg）
电流（A）
时间（h）
夏季
冬季
酸性铅蓄电池
TG540
TG450
TG350
BH400
BH400
T4B390
中国
中国
中国
前苏联
前苏联
德国
540
450
350
400
440
390
2
2
2
2
2
2
60
50
44
60
60
62
7～15
7～15
7～15
54
45
35
70
62
78
123
123
123
127
128
126
128
128
128
127
128
126
50
445
34
碱性镍镉蓄电池
GN250
GN300
TH350
915633
中国
中国 前苏联
德国
250
300
350
375
12
12
50
60
90
75
8
8
50
60
75
75
120
120
120
120
128
128
120
127
184
210
17
159
普通客车德国进口空调客车采轴驱式发电机蓄电池组联供电车辆停站低速运行时车辆停止转动低速转动轴驱式发电机尚未建立足够电压车电灯电扇电动水泵空调机组时均蓄电池组供电普通客车采48V直流电源蓄电池组24铅蓄电池串联成空调客车采110V直流电源56铅蓄电池者78镉镍蓄电池串联成组
DC600V380V兼容集中供电空调客车保证明通风控制电器间断电源采DC110V供电装置种装置充电器蓄电池组等部件组成中蓄电池组采78节中倍率碱性蓄电池200kmh电力动车组采德国产镉镍免维护电池额定电压936V容量100A·h额定充电电压115V允许充电电池25A充电器DC600V直流电变换成DC110V直流电蓄电池充电时DC110V电负载供电摘挂机车停电时蓄电池供明通风控制电器等电
13起动蓄电池
发电车带空调装置软卧车公务车中柴油发电机组起动蓄电池驱动直流电动机起动柴油机柴油机转速达100rmin
起动蓄电池具电流（400～1000A)放电蒸馏水消耗充放电频繁工作特点常铅蓄起动蓄电池型号规格表13
表13铅蓄起动蓄电池型号规格
型号
额定电压（V）
计量标准（kV·A·h）
净重（kg）
+30℃起动放电
常充电
第阶段
第二阶段
电流（A）
时间（min）
容量（A·h）
电流（A）
时间（h）
电流（A）
时间（h）
6Q126
6Q140
12
12
1512
1680
46
50
380
420
55
55
35
386
126
140
8～10
8～10
63
70
6～8
6～8
14碱性蓄电池酸性蓄电池较
现国铁路客车常蓄电池铅酸蓄电池镍镉碱性蓄电池面两者区
141铅酸蓄电池特点
（1）铅蓄电池单初置成较低
（2）酸性蓄电池测电解液密度方法解容量碱性蓄电池项简单方法
（3）单位重量容量较寿命1000次充放电循环（约3～4年）
（4）静置1月放电损失电达30左右
（5）应维护保养工作中氢气硫酸污水产生制造程防止工铅中毒
（6）铅蓄电池H2SO4作电解液腐蚀蓄电池池箱容易造成车体漏电
142镉镍碱性蓄电池特点
（1）理重量量K铅酸蓄电池
（2）镉镍碱性蓄电池放电较铅酸蓄电池笑常温贮存1月放电10
（3）镉镍碱性蓄电池40℃环境工作容量降低65铅酸电池30左右
（4）寿命长全充电放电达1000～2000次循环浮充电（指蓄电池恒压直流电源直联起保持全充电状态种充电方式）状态寿命达15年左右
（5）结构牢固耐高温电流充电
镉镍碱性蓄电池具述优点加工较复杂加原材料昂贵初置成较高镉会造成环境污染工业中毒问题外季节电解液成分
15新型蓄电池
面国新型蓄电池——阀控式密封铅酸（VRIA）蓄电池胶体电池介绍
151阀控式密封铅酸蓄电池
目前国外生产VRLA蓄电池采两种技术：AGM技术GEL技术
AGM技术贫液式设计电池部没流动电解液采超细玻璃棉隔板隔板吸收足够电解液保持10左右孔隙作氧气复合通道正极析出氧负极复合实现氧循环具放电充电效率高优点极群采紧装配阻适合电流放电气体复合效率高酸雾逸出少初期容量较高较低温放电性
GEL技术生产胶体电池技术胶体电池中氧复合通道胶体收缩时产生裂纹采富液式设计深放电恢复特性较防止电解液干涸胶体固定作电解液存分层现象较高环境温度胶体电池较长寿命胶体电池初期裂纹少复合效率低控制阀常开排放酸雾法充分体现密封蓄电池环保方面优越性段时间裂纹增缺点然然会克服
152胶体电池
胶体电池属铅酸蓄电池种发展分类简单做法硫酸中添加胶凝剂硫酸电液变胶态电液呈胶态电池通常称胶体电池
广义言胶体电池常规铅酸电池区仅仅电液改胶凝状例非凝固态水性胶体电化学分类结构特性属胶体电池板栅中结附高分子材料俗称陶瓷板栅视作胶体电池应特色期已实验室极板配方中添加种靶偶联剂提高极板活性物质反应利率非公开资料表明达70whkg重量量水现阶段工业实践工业化胶体电池应范例
胶体电池常规铅酸电池区初理解电解质胶凝进步发展电解质基础结构电化学特性研究板栅活性物质中应推广重特点：较工业代价已150年历史铅酸电池工业路子制造出更优质电池放电曲线直拐点高量特功率常规铅酸电池20寿命般常规铅酸电池长倍左右高温低温特性
胶体电池目前世界项性优越阀控式铅酸免维护蓄电池时性稳定性高寿命长具技术特点
（1）采固体凝胶电解质等体积电解质容量热容量热消散力强避免般蓄电池易产生热失控现象环境温度适应力（高低温）强
（2）部游离液体存部短路
（3）电解质浓度低极板腐蚀弱浓度均匀存酸分层现象
（4）采锑合金电池极板电池放电率极低20摄氏度电池存放两年需补充电
（5）超强承受深放电电流放电力充电放电保护电池100放电继续接负载四周充电恢复原容量
（6）长时间放电力循环放电力强
（7）采高灵敏度低压伞式气阀(德国阳光公司专利)渗液\鼓胀现象
（8）采滑动密闭技术(德国阳光公司专利)允许电化学反应必然产生电池期极柱生长保证极高密封性
（9）容量电池采正极式极板电池单体做2V 3000AH浮充寿命长达20年
153两种新型电池
热失控寿命复合效率进行较首先先解热失控复合效率定义
热失控指：电池充电期(浮充状态)没时调整充电电压电池充电电流温度发生种累积性相互增强作时电池温度急剧升导致电池槽膨胀变形失水速度加甚电池损坏
复合效率指：充电时正极产生氧气负极吸收复合率充电电流电池温度负极特性氧气达负极速度等素均会影响密封电池气体复合效率
AGM密封铅蓄电池时 出现种具破坏性现象AGM密封铅蓄电池采贫液式紧装配设计隔板中必须保持10孔隙准电解液进入电池部导热性差热容量充电时正极产生氧达负极负极铅反应时会产生热量时导走会电池温度升高没时降低充电电压充电电流会加析氧速度增反电池温度升高恶性循环会引起热失控现象
开口式铅蓄电池言存阴极吸收氧气现象加电解液量较电池散热容易热容量然会出现热失控现象胶体密封铅蓄电池电解液量开口式铅蓄电池相极群周围槽体间充满凝胶电解质较热容量散热性会产生热量积累现象
影响阀控式密封铅蓄电池寿命素电池设计制造方面素户维护条件方面素前者言正极板栅耐腐蚀性电池水损耗速度两素正板栅厚度加采Pb—Ca—SnA1四元耐蚀合金根板栅腐蚀速度推算电池寿命达10～15年然电池结果水损耗速度成影响密封电池寿命关键性素
AGM密封铅蓄电池言采贫液式设计电池容量电解液量极敏感电池失水10容量降低20损失25水份电池寿命结束然胶体密封铅蓄电池采富液式设计电解液密度AGM密封铅蓄电池低降低板栅合金腐蚀速度电解液量者15～20失水敏感性较低措施均利延长电池寿命根德国阳光公司提供资料胶体电解液含水量足电池运行12～14年电池投入运行第年水损耗4—5逐年减少4年总水耗损22V型密封电池227V单体条件浮充运行10年容量90国邮电通信部门反映然胶体密封铅蓄电池售价较高寿命长国产AGM密封铅酸蓄电池
胶体密封铅蓄电池产品初期氧复合效率较低运行数月复合效率达95种现象电池失水速度验证胶体密封铅蓄电池运行第年失水速度较达4～5逐渐减少造成述特性原胶体电解质形成初期部没极少裂缝没正极析出氧提供足够通道着胶体逐渐收缩会形成越越通道氧气复合效率必然逐渐提高水损耗必然减少
AGM式密封铅蓄电池隔膜中饱空隙提供量氧气通道氧气复合效率高新电池达90
第2章 蓄电池结构
21 TG型铅蓄电池
国铁路客车酸性蓄电池TG型（T表示铁路G型电池采式正极板）TG型铅蓄电池结构图21示
图21 TG型铅蓄电池结构图
1负极板 2胶槽 3正极板 4防护板 5沥青 6注液孔
7浮标 8浮标孔盖 9电池盖 10极柱卡 11浮标套 12隔板
1 正极板群：增蓄电池容量获较放电电池蓄电池极板10片组成片正极板板珊铅芯套作物质三部分构成
2 负极板群：负极板群11片涂膏式负极板组成片负极板珊格状基板铅膏两部分构成蓄电池极板群制作中均令负极板片数正极板片数片蓄电池放电时正极板二氧化铅变成硫酸铅作物质体积发生膨胀果正极板负极板数量相放电时外侧块正极板面发生作易产生单面膨胀造成极板弯曲新造蓄电池工厂进行化成充电目两极板作物质(时极板生板）电化成作物质正极板孔性二氧化铅负极板海绵状铅时具疏松适度结构
3 隔板：隔板隔离正负极板防止互相短接
4 电池槽：电池槽盛装极板群电解液容器底部做支持极板脚垫防止作物脱落造成极板底部短接
5 电池盖浮标：电池盖见图22电池盖极柱孔注液孔浮标孔浮标孔盖中央处装浮标套浮标浮标孔盖浮标指示电解液液面高度装置部三条指示线中间蓝色两条红色蓝色指示线浮标孔盖顶面水时表示液面高度合适端端红线浮标孔盖顶面水线时表示液面高度已达低高限遇情况应液面高度进行调整注液孔旋注液孔盖侧面排气孔注液孔盖旋电池补液充电时电池产生气体排气孔排出电池盖浮标结构图22
图22电池盖浮标结构图
1电池盖 2注液孔盖 3浮标孔盖 4排气孔 5浮标套 6浮标
6 铅蓄电池电化反应方程式：
PbO2+2H2SO4+PbPbSO4+2H2O+PbSO4
211电解液
铅蓄电池电解液浓硫酸纯水定密度调制成稀硫酸浓硫酸种色臭透明油状体15℃时密度1835含纯硫酸932水必须净化水（蒸馏水）水天然水代中蒸馏水中氯离子含量55mgL铁离子含量50mgL蓄电池蒸馏水作电导实验时绝缘值应等03MΩTG型电池充电密度般选1260±0005（30℃)放电密度宜低般选1150（30℃）
212铅蓄电池特性
1 电动势：实际运中铅蓄电池电动势E085+d计算式中d电解液极板效物质细孔中密度值（15℃）蓄电池电动势充电略降低放电略升高
2 端电压：蓄电池端电压电流充放电状态变化放电时端电压降低充电时端电压电动势高相差数值等放电电流充电电流电池阻电压降
3 容量：蓄电池充电充足状态放电规定终止电压时放出总电量蓄电池容量表现出蓄电池蓄电力蓄电池恒定电流放电时容量C等放电电流值I放放电时间T放积单位A·hCI放T放蓄电池容量条件关蓄电池充电程度放电电流放电时间电解液重温度电池效率新旧程度蓄电池极板表面进行电化反应时参加反应作物质少等影响运行中蓄电池容量素两方面：
（1）放电率：蓄电池放电终电压快慢做放电率放电率放电电流者放电终电压时间长短表示例：315A·h容量蓄电池525A电流放电6h达终电压时电流表示放电率525A率时间表示6h率般放电率时间表示
（2）电解液温度：电解液温度高时蓄电池容量增反容量降
4 阻：蓄电池阻包括极板电阻电解液电阻作物质细孔含电解液电阻等中作物质电阻电解液电阻蓄电池阻电解液温度成反温度高时阻温度低时阻外电池阻电池充放电程度变化充电时阻逐渐减放电阻逐渐增
5 放电：蓄电池外电路开路时容量益消耗称放电造成铅蓄电池放电素负极板海绵状铅动溶解正极板二氧化铅动原电解液中混害杂质等引起放电产生
6 效率：表示蓄电池电量量利程度百分数称蓄电池效率蓄电池效率表示方法两种安时效率瓦时效率蓄电池安时效率般达85～90瓦时效率达70
22镉镍碱性蓄电池
某城市轨道交通车辆采GN100型镉镍碱性蓄电池组74蓄电池串联成蓄电池标称电压125V容量100A·h蓄电池组标称电压925V型号意义：
G镉（负极板材料）
N镍（正板极材料）
100蓄电池容量（A·h）
城市轨道交通车辆蓄电池组辅助逆变装置输出低压电源联城市轨道交通直流控制电源辅助电源兼作低压电源滤波元件升弓前低压电源发生障时蓄电池组车辆控制电路供电低压电源正常工作时蓄电池处浮充电工作状态
蓄电池两种金属组成正负极板电解液容纳极板电解液电槽组成GN100型镍镉碱性蓄电池结构图23示
图23 GN100型镉镍碱性蓄电池结构
1正极板2正极板引线端3负极板4负极板引线端
5硬橡胶棍6电槽7带开关作螺钉塞8电解液
正负极板穿孔钢带制成匣子分装入正负活性物质（氧化镍镉铁合金等）构成钢带孔排出充电时形成气体便电解液流通正负极板分焊带接线柱汇流排组成极板组安装时正负极板交错排列采硬橡胶棍隔离通引线端柱固槽盖正极板电槽直接相连负极板电槽绝缘负极板正极板略窄防负极板电槽相连形成正负极板间短路正极板活性物质单位质量电容量少负极板活性物质镉镍蓄电池中正极板负极板块6块正极板5块负极板
电槽镀镍钢板制成碱性电池电槽身电极必须注意电池间电池间绝缘防短路槽盖三孔左右两孔引出正负极性正极柱旁注明+号标志中间注液孔孔装带开关作气塞气塞三作：防止外部空气中二氧化碳侵入产生碳酸盐降低电池容量二防止蓄电池短时翻转电解液外流三电池部气体增加定量时通气塞排免电池中气压高
电解液根蓄电池环境温度配制合理延长蓄电池寿命保证额定容量
车辆运行段时间蓄电池电压低终止电压（般规定终止电压11V）时蓄电池适宜继续放电应时充电须补充蒸馏水者电解液蓄电池恒定电流充电时充电制初充电制标准充电制快速充电制三种GN100型镉镍碱性蓄电池充电制时充电电流充电时间
初充电制：先25A充6h125A6h（放电时125A放4h）
标准充电制：25A充7h
快速充点制：50A充25h25A充2h快速充电方法仅特殊情况作常充电制度
23阀控型铅酸蓄电池
231阀控型铅酸蓄电池结构组成
板栅：铅合金模具铸造形成栅格状物体支撑活性物质传导电流
极板：板栅涂膏称极板提供电化学反应活性物质电化学反应场电池容量制约者根涂铅膏性质分正极板负极板
隔板：储存电解液作氧气复合气体通道防止活性物质脱落防止正负极间短路
槽盖：盛装极群
极柱：直接焊接汇流排连接连接条传导电流
安全阀：安全阀安装电池盖阀体安全阀组成电池保持定压提高密封反应效率充电高电流充电时安全阀开排出气体防止电池变形甚生爆炸防止外界空气进入电池防止电解液挥发
232阀控型铅酸蓄电池容量
电池定放电条件出电量称电池容量符号C表示常单位安培时简称安时（Ah）毫安时（mAh）通常C角处标明放电时率C10表明10时率放电容量C3表明3时率放电容量
（1）容量分类
电池容量分理容量额定容量设计容量标称容量
理容量活性物质质量法拉第定律计算高理值较系列电池常容量概念单位体积单位质量电池出理电量单位AhkgAhL实际容量指电池定条件输出电量等放电电流放电时间成绩单位Ah值理容量组成设计电池时活性物质外包括非反应成分外壳导电零件等时活性物质效利程度关
额定容量国家关部门颁布标准保证电池定放电条件应该放出低限度容量标称容量鉴电池安时值标明电池容量范围没确切值没指定放电条件电池容量法确定
（2）影响实际容量素
电池实际容量电池正负极活性物质数量利程度（利率）关活性物质利率受放电制度电极结构制造工艺等方面影响程中影响实际容量放电率放电制度终止电压温度
放电制度指放电速率放电形式终止电压温度高速率电流低温条件放电时减少电池输出容量
放电速率简称放电率常倍率时率表示
时率放电时间表示放电速率某电流放电规定终止电压历时间例某电池额定容量10时率时500AhC10500Ah表示电池应50010＝50A（I1050A）电流放电连续放电10h合格
倍率指电池放电电流数值额定容量数值倍数电池放电倍率越高放电电流越放电时间越短放出相应容量越少放电电流表示01 C10500Ah（C10）电池01×500＝50A电流放电1C10意指500A电流放电C脚标表示放电时率终止电压指电池放电时电压降宜继续放电时低工作电压般高倍率低温条件放电时终止电压规定低阀控电池10时率终止电压18V单体铅酸蓄电池身特性放电终止电压继续降低电池会放出太容量终止电压低电池损伤极尤放电较低电压时充电时缩短电池寿命列2V系列阀控式铅酸蓄电池通结构图容更解电池容量构成阀控式铅酸蓄电池图24
图24 2V系列阀控式铅酸蓄电池结构图
面关TRK1512TRP156型蓄电池较表通观察张表格更解类型蓄电池规格处TRK1512TRP156型蓄电池较表21
表21 TRK1512TRP156型蓄电池较表
项目
技术数
备注
TRP158型
TRK1512型
电压（V）
容量（A·h）
放电时间率（HR）
放电终止电压（V）
充电效率（）
电解液重
电解液量（L）
外形尺寸（mm）
重量
电池箱体
格栅合金
寿命次数
6
175
5
51
125
1280±0005
约80
292×520×1415
约27
聚丙烯
低锑合金
1000
12
175
5
102
125
1280±0005
约135
292×520×283
约65
硬橡胶
锑合金
800
额定电压
额定容量
充电量放电量
20℃完全充电
高×长×宽
电解液
232燃机车阀控式密封铅酸蓄电池智保护器
1．智保护器研究作
阀控密封式电池普通开口式铅酸蓄电池相具明显技术优势必须密封电池技术特点充分认识合理应科学维护密封电池运程中达优性长寿命佳济效益铁路电机车应阀控密封式铅酸蓄电池时应具作：
（1） 辅助发电机停止发电期间监测蓄电池放电旦放生放电应断开放电回路防止发生放电损坏蓄电池组
（2） 时检测落电池发出警告维修指示
（3） 应具温度补偿浮充电控制
（4） 应具适应机车行驶距离短快速均衡充电控制算法
2．智保护器功实现途径
（1）选择8位微电子控制器具智理理功PWM控制器IGBT组成高频开关电压控制器配合成功满足阀控电池需特殊运行环境条件具备电压调整器控制精度更高功(达士02V）
（2）解决阀控电池现场检测程监测难题关键检测参数选择机车柴油机起动功率(起动电流电压积)
24阀控式铅酸电池胶体电池差异
241电池结构工艺差异
AGM密封铅蓄电池纯硫酸水溶液作电解液密度129—13lgcm3极板部吸部分电解液外部分存玻璃纤维膜中正极析出氧提供负极通道必须隔膜保持10孔隙电解液占贫液式设计极板充分接触电解液极群采紧装配方式外保证电池足够寿命极板应设计较厚正板栅合金采Pb'q2wSrrA1四元合金
胶体密封铅蓄电池电解液硅溶胶硫酸配成硫酸溶液浓度AGM式电池低通常126～128gcm3电解液量AGM式电池20富液式电池相种电解质胶体状态存充满隔膜中正负极间硫酸电解液凝胶包围着会流出电池
种电池采富液式非紧装配结构正极板栅材料采低锑合金采状电池正极板时提高电池容量减少电池寿命极板做薄电池槽部空间扩
242电池放电容量差异
研究工作表明胶体电解液配方控制胶粒掺入亲水性高分子添加剂降低胶液浓度提高渗透性极板亲合力采真空灌装工艺复合隔板AGM隔板取代橡胶隔板提高电池吸液性取消电池沉淀槽适度增极板面积活性物质含量结果胶体密封电池放电容量达接开口式铅蓄电池水
AGM式密封铅蓄电池电解液量少极板厚度较厚活性物质利率低开口式电池电池放电容量开口式电池低10左右胶体密封电池相放电容量
243电池阻电流放电力差异
铅蓄电池阻欧姆阻浓差极化阻电化学极化阻组成前者包括极板铅零件电解液隔极电阻AGM密封铅蓄电池玻璃纤维隔板具90孔率硫酸吸附电池采紧装配形式离子隔板扩散电迁移受阻碍AGM密封铅蓄电池具低阻特性电流快速放电力强
胶体密封铅蓄电池电解液硅凝胶然离子凝胶中扩散速度接水溶液中扩散速度离子迁移扩散受凝胶结构影响离子凝胶中扩散途径越弯曲结构中孔隙越狭窄受阻碍越胶体密封铅蓄电池阻AGM密封铅蓄电池
然试验结果表明胶体密封铅蓄电池电流放电性然完全满足关标准中密封电池电流放电性求孔电极部极板附液层中酸关离子浓度电流放电时起关键性作
第3章 蓄电池工作原理
31阀控式蓄电池结构原理
相防酸隔暴式蓄电池组需电解液出厂前注入极板隔板中没游离电解液通负极板潮湿提高吸收氧力防止电解液减少蓄电池全密封阀控式铅酸蓄电池称贫液式蓄电池
32阀控式蓄电池工作原理
阀控式蓄电池充电程中充电终止时会出现水电解现象通常情况正极出现氧气负极出现氢气电池采免维护极板氧气析出时电位提高加反应区域反应速度正极出现氧气先负极出现氢气阀控式蓄电池结构电池部保留定压力气体保证述反应循环进行时抑制负极氢气析出控制电池水分消耗电池密封运行
蓄电池充放电时正极负极活性物质电解液时参加化学反应铅酸蓄电池充放电化学反应原理方程式：
正极： PbO2 + 2e + HSO4 + 3H+ PbSO4 + 2H2O
负极： Pb + HSO4 PbSO4 + H+ + 2e
总反应： PbO2 + 2 H2SO4 + Pb 2 PbSO4 + 2H2O
化学反应方程式中出铅酸蓄电池放电时正极活性物质二氧化铅负极活性物质金属铅硫酸电解液反应生成硫酸铅电化学种反应做双硫酸盐化反应蓄电池刚放电结束时正负极活性物质转化成硫酸铅种结构疏松晶体细密结晶物活性程度非常高蓄电池充电程中正负极疏松细密硫酸铅外界充电电流作会重新变成二氧化铅金属铅蓄电池处充足电状态正种逆转电化学反应蓄电池实现储存电释放电功 日常中通常蓄电池放电功充电阶段作蓄电池维护工作铅酸蓄电池充足电情况长时间保持电池化学物质活性蓄电池放出电果时充足电电池活性物质快会失活性蓄电池部产生逆转化学反应电动车电池途铅酸蓄电池般生产厂家会求者蓄电池充足电保存定期电池补充电图31充电电压气体吸收率关系图
图31 充电电压气体吸收率关系图
铅酸蓄电池填满海绵状铅铅板作负极填满二氧化铅铅板作正极128％稀硫酸作电解质充电时电转化化学放电时化学转化电电池放电时金属铅负极发生氧化反应氧化硫酸铅二氧化铅正极发生原反应原硫酸铅电池直流电充电时两极分生成铅二氧化铅移电源恢复放电前状态组成化学电池铅蓄电池反复充电放电电池做二次电池电压2V通常三铅蓄电池串联起电压6V汽车6[2]铅蓄电池串联成12V电池组铅蓄电池段时间补充蒸馏水电解质保持含22～28％稀硫酸
铅酸电池工作原理：
（1） 阀控式密封铅酸蓄电池充放电程中化学反应：
PbO2+2H2SO4+PbPbSO4+2H2O+PbSO4 催化剂：Pb加热
（2） 实现电池密封设计原理：
正极活化物（二氧化硅） 正极活化物（硫酸铅）
电解液（硫酸） 电解液（水）
负极活化物（海绵状铅） 负极活化物（硫酸铅）
放电时
充电时
正极板耳朵二氧化铅负极板海绵状铅电解液中硫酸反应生成硫酸铅电解液中硫酸浓度降低
硫酸铅通氧化原反应分恢复成二氧化铅海绵状铅电解液中硫酸浓度增
解决方案→防止充电导致水分解引起电解液减少→实现电池密封
（3）活性物质
设计正负极板活物质充电程中异步复原反应正极板活物质完全充电恢复负极板活物质未完全转变海绵状铅样充电末期正极开始产生氧气时负极板未变成完全充电状态限度抑制氢气产生
（4）隔板：设计隔板达4目
①保持正负极板绝缘
②吸附电解液保持电解液流动负极板处湿润状态
③高孔隙度正极产生氧气容易通达负极板
④隔板中加入适量粗纤维保持隔板长时间具备良弹性
（5）充电末期电极反应
正极产生氧气负极活物质稀硫酸进行反应负极板部分处极化状态吸收正极产生氧气消耗海绵状铅量负极板充电生成海绵状铅量两者达衡状态时便实现电池密封
充电末期电极反应：
总充电程产生氧气够迅速负极板充电状态活物质发生反应变成水结果基没水份损失密封成
采玻璃纤维隔膜阀控式密封铅蓄电池(简称AGM密封铅蓄电池)采胶体电解液阀控式密封铅蓄电池(简称胶体密封铅蓄电池)利阴极吸收原理电池密封
电池充电时正极会析出氧气负极会析出氢气正极析氧正极充电量达70时开始析出氧达负极负极起述反应达阴极吸收目原理化学式：
2Pb＋O22PbO
2PbO＋2H2SO42PbS04+2H20
负极析氢充电90时开始加氧负极原作负极身氢电位提高避免量析氢反应
AGM密封铅蓄电池言AGM隔膜中然保持电池部分电解液必须10隔膜孔隙中进入电解液正极生成氧通部分孔隙达负极负极吸收
胶体密封铅蓄电池言电池硅凝胶SiO质点作骨架构成三维孔网状结构电解液包藏里边电池灌注硅溶胶变成凝胶骨架进步收缩凝胶出现裂缝贯穿正负极板间正极析出氧提供达负极通道
出两种电池密封工作原理相区电解液固定
方式提供氧气达负极通道方式
第4章 蓄电池障分析
41影响阀控式蓄电池寿命素
放电终止电压蓄电池组放出少电量电池衡量蓄电池寿命指标蓄电池容量关素较设计周密制造精良安装正确维护完善等均蓄电池寿命定影响面维护角度分析影响阀控式蓄电池寿命素
411环境温度
环境温度高蓄电池寿命影响温度升高时蓄电池极板腐蚀加剧时消耗更水电池寿命缩短蓄电池25℃环境获较长寿命长期运行温度升高10℃寿命约降低半
412度充电
长期充电状态正极析氧反应水消耗H＋增加导致正极附酸度增加板栅腐蚀加速板栅变薄加速电池腐蚀电池容量降低时水损耗加剧蓄电池干涸危险影响蓄电池寿命
413度放电
蓄电池度放电发生交流电源停电蓄电池长时间负载供电蓄电池度放电电压低甚零时会导致电池部量硫酸铅吸附蓄电池阴极表面电池阴极造成硫酸盐化硫酸铅种绝缘体形成必蓄电池充放电性产生负面影响阴极形成硫酸盐越蓄电池阻越电池充放电性越差蓄电池寿命越短
414长期浮充电
直流系统开关电源提供浮充电流阀控式蓄电池言三作：供日常性负载电流补充蓄电池放电损失维持蓄电池氧循环蓄电池长期浮充电状态充电放电势必会造成蓄电池阳极极板钝化蓄电池阻增容量幅降造成蓄电池寿命降
415基站阀控式蓄电池容量损失成
整通信行业中移动通信基站解决通信覆盖问题建站环境较复杂市电引入建设受基站环境条件限制建设配置求维护求差易许基站建城市高楼郊区高山客观讲基站市电环境没交换局求高电池质量求较高蓄电池组配置维护理增加许困难阀控式蓄电池维护指标测试通动力环境监控系统取阀控式蓄电池容量损失取决通信开关整流电源电池充电质量维护取决开关电源阀控式蓄电池充电理（均浮充控制电池保护）动力环境监控系统否发挥效
416阀控式蓄电池实际中均浮充控制
通信蓄电池充电方式浮充电均衡充电两种延长阀控电池寿命必须解充电方式充电特点充电求严格求蓄电池进行充电
果阀控式蓄电池投入日期距出厂日期时间较长电池长期放电容量必然量损失单体电池放电差异致电池重端电压等出现均衡投入前应均充电压进行初充电补充电电池放电情况均匀电池端电压否电池会进步扩展成落电池会导致整组电池
外果蓄电池长期投入闲置时间超3月应该电池进行次补充电浮充状态充电电流维持电池放电外维持电池氧循环浮充状态充电电流电池浮充电压密切相关阀控铅酸蓄电池较长寿命电池程中根电池制造原材料结构特点环境温度等方面情况设定开关整流电源电池浮充电压
根通信阀控密封铅酸蓄电池行业标准YDT799－2002规定环境温度25℃时浮充电压允许变化范围220～227V浮充电压设置低电池长期处欠充电状态仅会电池极板部形成逆硫酸盐化会活性物质板栅间形成高电阻阻挡层电池阻增加容量降浮充电压设置高电池长期处充电状态会电池充电电流增电池负极析出H2正极析出O2气体难全部化合成H2O造成电池失水板栅腐蚀加速寿命提前终止
开关电源运行维护程中应根电池厂家提供资料进行浮充电压设置电池厂家推荐单体电池浮充电压223V时应设置开关整流电源浮充电压535V延长蓄电池寿命求开关整流电源系统检测电池放电情况根放电时间放电电流积分计算放电容量放电容量达20％监控模块记录市电正常进行均充时开关整流电源系统监控模块设置定期均充周期般推荐3月均充电压设置单体电池控制235V充5～6时（注意次均充时间宜太长）市电稳定区果开关整流电源市电正常进行均充维护员根电池放电情况通动力环境监控系统监控中心进行远端手动遥控开关整流电源电池均充正常浮充情况充电电流极电池负极析出H2正极析出O2完全化合成H2O均充时果电流气体难化合导致电池部气压增引起排气阀门开启造成电池失水电池均充浮充时候限制电池充电电流称限流值数情况限流值005C～025C间通信开关整流电源系统整流器控制限流点方法分调压型调限流点型两种
调限流点型开关整流电源统监控模块首先根电池限流值负载电流计算出系统限流值分配整流模块限流值然参数发整流模块时隔段时间监控模块根负载电流变化检测电池电流值重新计算调整限流值发监控模块需调压温度补偿浮充均充电压值发种方式电池获恒定充电电流调压型开关整流电源系统监控模块通闭环调整整流模块电压达限流电池充电电流11倍限流值时降低整流模块电压电池充电电流09倍限流值时提高整流模块电压直达预设定电压点止情况维持整流器输出电压变
417基站开关整流器阀控铅酸蓄电池放电保护（二次电功）
前述电池放电会电池寿命造成影响基站开关整流器放电保护功项重指标基站开关整流器二次电功电池进行放电保护交流电源停电电池放电电池电压低次电电压切断耗电量较次负载维持重负载较长工作时间低二次电电压切断负载保护电池防止放电提高系统性般求电电路具备软硬件双重保护硬件保护般指电池电压低39V时必然电高47V时允许电电电压点般意设置软件电保护电压点般根电池容量放电电流进行设置组合电源系统行调节
蓄电池说二次电保护电压应该电池放电终止电压通信电源系统中般蓄电池组电电压保护点设置43V单体电池终止电压约18V蓄电池终止电压电池正负极三种极化密切相关终止18VCell设置针约01C左右放电速率定极化存电池放电电流情况终止电压电流放电时终止电压较低电流放电时终止电压较高果负载某固定电电压点电电流放电造成放电足效延长负载工作时间电流放电造成放电影响电池寿命例300A整流电源备电池组500Ah负载50A（01C）时放电终止电压约43V负载25A（005C）时放电终止电压约456V果电电压设置43V60A负载电池放电足10A负载放电样负载较轻情况果电电压设置值负载较重情况样会电池长年工作深度放电状态电池实际寿命缩短蓄电池电保护应根负荷情况调整
42常见障原分析
421电池部断路
特征：电池电压放电充电
障原：
①电池制造质量问题极柱设计合金机械强度差极柱铸造缺陷极柱焊接时存隐患等素引起极柱身极柱相连接部位极柱汇流排连接处机械强度足
②错误合金含锑合金制造极柱焊接铅钙合金极板极柱汇流排快速腐烂形成断路焊条合金板栅合金相
③原：电池充电电压高电池程中产生高温促成快速电化腐蚀极柱焊接薄弱处机械强度日益减少行车时震断
422单格短路
特征：开路电压低常电压低2V4V电池充电见某格帽泡解剖见1格2格短路
障原：
①隔板孔径隔板耐腐性差形成穿孔隔板破裂缺损
②组装时夹入铅粒金属渣顶穿隔板
③极板活性物质脱落堆积引起极群底部短路
④极板边框附着活性物质膨胀引起正负极板边缘短路
⑤电池组装紧
⑥外：时充电电压高短时期造成极板活性物质严重脱落极群底部形成堆积短路
⑦长期放电极板严重硫酸盐化硫酸盐渗透隔板形成短路长期放电电解液密度低硫酸盐极易溶解电解液中渗透隔板
⑧电池干涸引起枝晶渗透隔板形成短路
423电池极板活性物质严重脱落正板栅严重腐蚀断筋
特征：电池容量显著降电流发电性极差
障原：
①极板制造工艺配方存着较缺陷膨胀剂添加量混合均匀
②充电电压高造成种弊病原
③电池严重缺水情况继续存放致正板栅部严重腐蚀
424极板严重硫酸盐化电池容量降
特征：电池开路电压偏低电流放电迅速达终止电压解剖时发现：正极板颜色淡黄浅褐色极板颜色发白手指触摸时感觉粗颗粒正负极板脆硬严重时表面白色结晶光线耀闪闪发光产生原：
①充电时电压足（充电电压偏低）
②长期充电足处半放电状态
③量放电放电时充电
④电池部短路
⑤电解液密度高
⑥电池温度高
⑦极板外露
⑧电池放电会加速极板硫酸盐化极板硫酸盐化会加速放电
⑨负极板活性物质正极板引起正板硫酸盐化引起电池放电失水
425电池中格二格电压偏低启动
特征：开路电压正常电压低
障原：
①某单格中极板隔板铁氯等类杂质污染正负极板间形成轻微短路放电较
②阀帽松动起作引起部气体逸出外界空气进入电池部加速放电
③补液甚混入杂质
426电池槽破裂
障原：
①材料强度够低设计强度较回料材料老化材料机溶液剂腐蚀注塑工艺佳等导致较应力
②电池槽结构设计局部应力度集中
③装配压力阀控式紧装配装配压力般40—60Kpa
④电池部压力气密性试验压力易损伤电池槽表面成裂纹⑤电池部断路极柱熔断电池温度骤升压力引起电池炸裂
427新电池容量偏低
①活性物质量足
②化成透次充电足
③电解液密度低
④电解液密度高阻
428电池干涸
①排气阀开气压力偏低
②气密性
③装配太松装配压力够
④充电电压高电流温度高
⑤放电
⑥热失控引起逸气失水
⑦放电程中会造成正极活性物质膨胀引起壳体逆鼓肚子现象
第5章 阀控式铅酸蓄电池维护检修
客车蓄电池客车做定检时车卸回车间进行定期检修充电工作X蓄电池充电方法定电流充电法定电压充电法分级定电流充电法种客车电池定检中充电均采分级定电流充电法种常进行充放电工作意义分述：
1初放电：指新造电池前第次充电目恢复新造电池化成部分放电极板作物质未化成部分充分化成
2普通充电：运电池放电检修恢复容量进行充电
述两种充电程中遇电池温度接45℃时适减电流采取降温措施通常采强通风冷事先电池放水槽中循环水降温
3放电试验：检查电池充电容量进行放电试验根1试验结果解初充电质量运电池次定检情况定检电池测实际容量低标称容量70时般装车
4 补充电：列车运电池遇某特殊情况列车中途意外停车列车编组母车足长期停母车电池放电严重等造成电池容量少时车库进行补充电补充电电流根电池具体情况定般10h率宜
51环境蓄电池影响
度电池正常运行温度10℃～30℃佳运行温度25℃高温会缩短蓄电池寿命温度升高5℃蓄电池寿命降低10低温会蓄电池容量减15℃环境蓄电池损失约10容量温度电池浮充电压影响图51某厂家电池浮充电压温度关系曲线
图51 电池浮充电压温度关系曲线图
通信电源系统中电池总线备工作样电池基处长期浮充状态中浮充电压选取电池长期运行起着关重作偏高浮充电压会造成电池缓慢失水发热失控电池失效偏低浮充电压会造成电池长期处充饱电状态电池发生硫酸化导致电池失效电池室温度必须集中控制高低温度差应05℃
（1）环境湿度
蓄电池运行湿度应该（595）结露间环境湿度高会蓄电池表面结露容易出现短路环境湿度低容易产生静电
（2）灰尘
灰尘容易蓄电池短路安全阀堵塞失效外需提点维护通道发现蓄电池机柜塞满满已法接触蓄电池极柱端子法蓄电池进行测量电池室必须留足够道供维护员更换电池进行清洁时
52阀控密封铅酸蓄电池常见问题
（1）浮充电压设置低
浮充电压设置低时蓄电池长期处欠充电状态极板深处活性物质法参化学反应继活性物质隔板膜间形成高电阻层加蓄电池阻造成蓄电池容量降
（2）浮充电压设置高
浮充电压设置高时蓄电池长期处充电状态部产生气体量增加时安全阀常处开阀状态引发蓄电池严重失水电解液浓度增蓄电池部腐蚀加快容量失效等系列果
（3）量放电
蓄电池量放电时部产生量硫酸铅极板物质体积增引起极板弯曲膨胀严重时导致蓄电池槽胀裂
（4）环境温度高
环境温度高时蓄电池增加部水分损耗极板腐蚀加剧缩短蓄电池寿命蓄电池长期运行超标准温度温度升高10 ℃蓄电池寿命约降低半
53蓄电池测试
蓄电池安装科学效监测理手段蓄电池性指标时作出准确判断保证通信电源运行延长蓄电池寿命蓄电池维护根关规程年次10h放电率进行次4h核性放电试验放出额定容量40月巡检时电池进行项目检查：端电压单电压电池温度连接处松动腐蚀现象电池壳体渗漏变形极柱安全阀周围否断酸雾逸出等外利电池阻测试仪次巡检时会蓄电池阻进行检测进行存档分析较
531负载测试
单体电池放电时电压变化检测阀控铅酸电池种效方法单体电池放电时电压降速度电池健康状况关障电池电压降正常电池快种方法检测结果准确必须放电试验结合进行进行负载测试时定危险性应注意放电电流宜更避免短路放电放电时蓄电池端电压低终止电压（430V）防蓄电池度放电导致蓄电池性降寿命缩短果组电池中存落电池整组深度放电时存危险落电池度放电导致损坏需时发现隐患放电应该时充电允许蓄电池放电长期搁置负载测试进行电池容量准确测量较方法种方法包括蓄电池整备电源系统进行全面检查检查出单体电池电池外部电路障面原重复进行放电试验理想费时费力费较高定危险性放电试验会加速电池老化减少电池寿命放电试验期间放电充电期间电池紧急情况负载供电放电试验仅出实验时电池容量性预示容量性
532电压巡检
巡检中测试蓄电池组端电压值浮充电流值蓄电池电压值蓄电池组直流母线电阻值绝缘状态电池温度连接处松动腐蚀现象电池壳体渗漏变形极柱安全阀周围否酸雾逸出等实践证明单电池电压监测预警性前瞻性较差法准确测定电池容量时找出老化电池蓄电池运行段时间进行蓄电池放电测试发现已蓄电池容量降较明显前电压巡检法发现实出现情况正常电池电压电流环境温度参数蓄电池否正常运行前提条件者蓄电池运行参数蓄电池端电压反映电池容量特性容量严重降电池整组浮充电电池中浮充电压区足判断电池否容量降低失效蓄电池健康度等户十分关心问题电压巡检够解决（实际中电压巡检发现落电池时蓄电池早已进入寿命期果试图电压巡检发现蓄电池健康问题电压巡检提供信息滞）提前发现落电池提前预报蓄电池失效趋势众蓄电池户关注
533阻检测方法
单电池阻检测方法目前效检测电池优劣方法电池监测技术质变动监测电压动测试电池部状态通测量电池阻预测电池障电池阻增高应电池容量降电池阻变化明确确认时候电池应保60容量
样电池通电池浮充端电压测量发现蓄电池完全充电完全放电时阻相差24倍阻变化率电池端电压变化率（端电压变化率3040）蓄电池阻R预测剩余容量开路电压法精确电池阻实时监测起端电压监测说起作革命性时负载测试廉价补充代手段需说明：电池阻身容量着密切联系利参数预测电池性电池阻容量着紧密联系两者间非般线性关系目前然测量出电池阻参数直接指示电池容量作电池性坏指示信号
更精确预测蓄电池性检测出电池阻进行横较分析变化趋势间接判断预测蓄电池优劣情况横较次测量完组（4节）蓄电池阻测试仪进行阻横较分析通阻较找中落电池较电池安装工作完成电池组进行验收时测试蓄电池阻值进行存档记录次测量阻值进行保存次阻测试前数进行较判断预测电池性需注意蓄电池阻蓄电池放电程度电解液温度关放电程度增加时阻会硫酸铅增电解液重降增放完电阻充足电阻数倍温度降低时阻会电解液粘度增增温度25℃降50℃阻增加倍次进行阻测量时环境温度保持致充足电状态综述阻法优点线蓄电池说方法系统影响蓄电池阻够正确真实反映蓄电池性状况单电池阻巡检分析保证蓄电池组处良运行状态够时提供户蓄电池劣化趋势
54阀控密封铅酸蓄电池维护
541铅酸蓄电池注意事项
（1）保持蓄电池清洁避免泄漏电流
蓄电池进行清洁时必须湿布擦拭严禁油类机溶剂（例汽油稀释剂）擦洗涂覆浸材料布擦拭避免起毛刷子干布擦拭免产生静电引起爆炸危险
（2）保持适宜环境温度
蓄电池应贮存清洁通风良干燥环境中避免高温贮存应受阳光直射远离热源环境温度控制15 ℃ ～20 ℃宜
（3） 具备限流恒压功充电设备
蓄电池充电时充电设备必须具备限流恒压功恒压应保持± 1 范围
（4）保持完整蓄电池组运行记录
（a）月检查记录充电设备运行状态蓄电池组总电压值充电电流值
（b）季度定期检查记录次蓄电池组中蓄电池浮充电压值检测记录蓄电池组两端充电电压充电设备输出电压否致检查记录蓄电池外形外表温度否正常
（c）次均充时隔4 时应分记录蓄电池充电电压充电电流
(5) 注意蓄电池放电深度
保证蓄电池寿命应特注意蓄电池放电深度：间歇放电放电电流01Q 时放电终止电压183V 台放电电流02Q 左右时放电终止电压175V 台放电电流05Q 左右时放电终止电压173V 台放电电流 07Q 左右时放电终止电压 163V 台放电电流 07Q~30Q 左右时放电终止电压 153V 台放电电流 30Q 时放电终止电压 133V 台 Q 电池额定容量蓄电池应严格述放电终止电压放电否会发生放电现象缩短蓄电池寿命
（6）蓄电池进行定时外观巡视
蓄电池运行时期应定时进行外观巡视检查连接片（连接线）否松动腐蚀现象壳体否出现渗漏变形极柱端子安全阀周围否酸雾溢出蓄电池温度否高等
542 铅酸蓄电池日常维护检查
阀控密封铅酸蓄电池加酸加水维护需理保证电池良需做必维护工作需检查项目：
1．蓄电池室蓄电池应清洁通风干燥严禁火花火焰发烟材料等引燃物检查配备专干粉灭火器否完
2．蓄电池应避免阳光直射室机溶剂腐蚀性气体时应避免空调外部通风口直接影响电池单体温度造成电池电压均匀
3．单体电池组浮充电压（次月）
4．电池外壳极柱温度（次月）
5．极柱安全阀周围否渗液酸雾逸出（次月）
6．电池壳盖变形渗液（次月）
7．重新拧紧连接处螺钉（次月）
时定期开关电源电池理参数进行检查保证电池参数符合求
543蓄电池系统定期维护措施
蓄电池系统日常进行充电维护外长期未进行放电程蓄电池应该采取定期维护措施：
A定期进行均充电均充电压采235V单体±002V隔三月6月应均充电次应视时浮充电压差程度决定均充电时间般8—12时定期均充电目：
（1）消温度变化没时修正浮充电压变化影响
（2）蓄电池组常放电浮充电压规定时间充足电
（3）浮充电压值设备电压限制取较低时
（4）值守机房常检测浮充电压变化
（5）电池系统中单体电池电压≤220V
（6）电池储存期超6月
（7）定期修正电池系统浮充电压值
B电池系统浮充电压值受温度影响较应根电池系统中环境温度变化时修正系统充电电压值般年设定调整24次调整标准：
（1）环境温度升高1℃时降低浮充电压0003V单体
（2）环境温度降低1℃时升高浮充电压0003V单体
蓄电池高温环境运行（30℃）电池阻变电池充电效率提高电池容量会增加适降低浮充充电电压值减浮充电流电池容量受影响
电池运行环境温度降低时（20℃）电池正极板二氧化铅形成电位析氧电位差降低负极板析氢电位硫酸铅原电位差降低电池充电效率降低电池容量降电池硫酸铅溶解度溶解速度降低电解液浓差极化增时电解液电阻率变化引起电池阻增求低温条件较高充电电压满足充电求否会造成充电足现象
C定期进行治疗性核性放电试验
蓄电池系统长期处浮充工作时负极活性物质量设计氧复合存致负极板总部分活性物质处充电足状态长期浮充电流值较足极板部活性物质充分电化学反应引起极板部活性物质硫酸盐化降低负极板容量电池寿命受影响避免述现象出现长期处浮充电工作状态电池系统应视工作状态采取6月12月进行次治疗性放电试验（称核性放电试验）6月放电次时放电深度浅宜采3040左右12月进行放电试验时适加深宜5060深度加深会容易观察电池系统中出现障单体电池
核性放电试验目：
（1）核实蓄电池实际容量
（2）反映蓄电池系统维护时存问题缺陷
果通放电试验发现电池系统中落单体时通电池容量恢复充放电措施进行补救确保电池系统运行安全应该说明电池系统运行中旦出现问题应立通知供应商会供应商派出技术员时处理解决问题
55阀控密封铅酸蓄电池检修
（1）蓄电池运行时蓄电池浮充电压低220V 台电流较说明该蓄电池容量足需立整组蓄电池进行均衡充电
运行员够更迅速更直接解变电站直流系统蓄电池组运行情况避免落蓄电池影响直流系统正常运行现许变电站直流系统监控装置中安装蓄电池巡检仪发现蓄电池浮充电压低时便立报警发现蓄电池浮充电压低采方法进行处理：蓄电池组进行恒压充电（23～524V ）×台数充电时间20～30 时接着转浮充充电浮充8 时次逐台检测蓄电池充电电压否22V 台需均衡充电10 时然转入浮充充电4时测浮充电压蓄电池未达22V 台说明该蓄电池落电池采联二极落蓄电池更换方法避免影响整组蓄电池正常运行
某变电站直流系统蓄电池组运行程中蓄电池落直流系统监控装置产生告警该监控装置蓄电池巡检仪检测出号蓄电池电压161V 明显低正常电压低值18V 进步确认蓄电池电压正常否蓄电池进行逐测量果然发现该号蓄电池电压16V左右采蓄电池组进行恒压充电方法整组蓄电池进行充电该号蓄电电压法达标说明该电池已落电池采联二极方法落蓄电池更换更换蓄电池直流系统切运行恢复正常
（2）长期限压限流浮充电方式限压限流运行方式法判断阀控密封铅酸蓄电池现容量部否失水干裂必须通核性放电找出蓄电池存问题发电厂变电站中直流系统蓄电池组退出运行阀控密封铅酸蓄电池组进行全核性放电准备组时阀控密封铅酸蓄电池组代运行
阀控密封铅酸蓄电池组进行全核性放电时01Q 电流进行恒流放电蓄电池组端电压降18V 台×台数时便停止放电隔1~2 时01Q 电流进行均充电→浮充电反复2~3 次蓄电池存问题查出容量恢复（Q 蓄电池额定容量）阀控式蓄电池具体障解决方法做表格表51
表51 阀控式蓄电池障解决方法
项目
障现象
原
果
解决办法
电
池
外
观
检
查
电池壳盖裂纹碎裂
运输撞击损坏
电池干涸接障
换掉损坏电池
电池爆炸壳盖碎裂
电池短路产生火花点燃电池部外原累积气体
支持负载严重时易造成设备损坏
换掉损坏电池
超期服役电池维护良电池爆炸隐患
超期服役电池
端子腐蚀
制造程残留电解液电池端子密封严渗出电解液
增加接触电阻连接部位发热加电压降
拆连接清洁连接面端子区涂保护油脂妥善安置果端子区渗漏严重腐蚀电池柜必须换掉电池
端子熔化油脂痕迹
连接松动接触面污物造成高接触电阻连接处发热
电压会缩短备时间损坏端子
重新拧紧松动连接
清连接处污物连接
电池壳发热膨胀严重
高温环境浮充电压充电电流述障组合造成热失控
电池失水严重缩短寿命严重时电池壳盖熔化释放腐蛋味硫化氢气体
改善环境条件
纠正导致热失控项目
电池超期服役
电池阻增爆炸危险
换掉膨胀严重电池
换掉超期电池
温
度
检
查
电池温度升高
环境温度升高
缩短电池寿命
改善环境条件
未安装空调
电池柜通风良
纠正充电系统
浮充电压高
浮充电流高
换掉短路电池
电池短路
浮
充
总
电
压
25 ℃时系统浮充电压均单体电池：235V单格
充电器输出设定正确
度充电会导致析气电解液干涸发生热失控危险
调整充电器输出规定值
电气元件损坏
维修电气元件
25 ℃时系统浮充电压均单体电池：220V单格
充电器输出设定正确
充电足会缩短负载工作时间逐步丧失容量发展会造成电池逆硫酸盐化
调整充电器输出规定值
电池单格短路
维修电气元件
单
电
池
电池浮充电压220V单格
电池单格短路
缩短负载工作时间浮充电流增加放电时单格发热潜热失控危险
换掉障电池
浮
充
电
压
短路电池电池浮充电压235V单格
电池存没完全断路单格电池虚连接
法支持负载产生引爆电池部气体电弧
换掉障电池
第6章 心体会
着毕业日子毕业设计接尾声周奋斗毕业设计终完成没做毕业设计前觉毕业设计年学知识单纯总结通次做毕业设计发现法点太片面毕业设计仅前面学知识种检验力种提高通次毕业设计明白欠缺知识学东西太前总觉基掌握通次毕业设计明白方需学工作生活中需保持断学努力提高知识综合素质
次毕业设计中团结协作更理解学间互相帮助什懂家起商量听听法解更知识里非常感谢帮助学
心总学会学会确觉困难较真万事开头难知道入手终做完种释重负感觉外出结：知识必须通应实现价值东西学会真正时候发现两回事认真正会时候真学会
感谢指导老师悉心指导感谢吴冰老师帮助设计程中通查阅量关资料学交流验学吴冰老师请教等方式学少知识历少艰辛收获样巨整设计中懂许东西培养分析力学团结互助树立信心相信会学工作生活非常重影响提高动手力充分体会创造程中探索艰难成功时喜悦然设计做太设计程中学东西次毕业设计收获财富终身受益
参考文献
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