电动公交车蓄电池常见故障及其检修方法

王国利

摘要：本文针对轨交行业后备电源系统因蓄电池故障而导致的事故居高不下，影响重要系统在突发情况下的连续运行，系统设备失效或联动瘫痪的问题，总结了蓄电池故障现象及外在表现，分析了故障原因，提取了故障时蓄电池内主要变化的参数，为智能化运维管理奠定了基础。

关键词：蓄电池故障，浮充电压，电池漏液。

电动公交车中的电气系统设备是保障列车安全运行、应急处理的关键，也是提高运营管理水平、为乘客提供良好服务的重要基础。所以，一个健康、良好的后备电源系统是应对突发情况的重要力量。对于整个后备电源系统的支柱之一的蓄电池，系统性管理和有效维护工作目前没有行之有效的管理方式，这就有可能导致极其严重的后果。

一、 蓄电池故障的特点

1、浮充电压不均衡

阀控式铅酸蓄电池普遍的存在浮充电压不均匀和开路电压偏差的问题。阀控式铅酸蓄电池的均匀性是指蓄电池在完成生产过程后，测量的开路电压和蓄电池组在浮充状态下的浮充电压的差值。中华人民共和国通信行业标准 YD/T 799-2010《通用阀控式密封铅酸蓄电池》中规定蓄电池组中的各单体电池的开路电压之差不大于20mV，各单体电池在浮充状态下浮充电压之差不大于100mV。如果蓄电池组中存在电压偏差会造成落后电池早期失效，严重的话则会拖垮整组电池，造成蓄电池组无法提供后备电源。影响蓄电池均衡性的因素：（1）原材料。包括隔板、硫酸中存在有害杂质，会降低蓄电池的浮充电压，加速电池自放电。极板、隔板、算量的不一致，极易导致损伤堆叠，造成的结果就是，各电池极板的吸酸饱和度不一样，最终表现为浮充电压不均匀。（2）安全阀的开启和关闭压力。若开阀压太低，全阀开启频繁，使电池内水分损失严重，并因失水而失效。安全阀是阀控式铅酸蓄电池最为关键的部位之一，电池在长期使用过程中很难做到使安全阀的开启和关闭压力始终保持均匀一致。开启压力大的电池极群上部空间的气体压力大，则浮充电压就高，反之亦然。所以安全阀是影响蓄电池均衡性的因素之一。（3）注酸量。因为阀控式铅酸蓄电池采用的是贫液设计，注酸量控制着电池的放电容量，所以，各单体电池的注酸量会影响其自身的浮充电压。（4）不同厂家蓄电池制造工艺的差别。不同厂家在每道工序上的把控，工艺流程及工艺规定，也直接影响着每只蓄电池的内部循环反应，所以，蓄电池性能的均衡性也受影响。

2、蓄电池鼓胀变形

这是阀控式铅酸蓄电池在使用不当后出现的一种具有破坏性的表现形式，即热失控现象，极易导致槽体变形，槽体内失水速度加快，导致蓄电池损坏。

3、蓄电池漏液

阀控式铅酸蓄电池存在不同程度的漏液问题，外壳没有经过磕碰的完整情况下，漏液处基本会在电池槽盖与槽体的接缝处，安全阀四周以及极柱端子。（1）电池槽盖与槽体的接缝处。蓄电池槽盖密封一般会采用两种密封方法：①环氧胶密封；②热熔密封技术，后者较前者密封效果相对较好，但热熔技术也有瑕疵，容易在热熔层产生蜂窝沙眼，伴随着内部气压增大，内部气体会带着酸雾沿着通道泄漏，产生漏液现象。（2）安全阀漏液。注酸量过多，循环反应时，使内部气体再化合的程度减弱，析出气体增多，内部压力增大，安全阀开启将内部气体释放，但由于酸过量，往往伴随着酸雾的排出，在安全阀周围形成漏液现象。（3）极柱端子漏液。阀控式铅酸电池极柱端子存在漏液的现象屡见不鲜，极柱端子一旦被腐蚀，将会产生很多氧化铅和硫酸铅物质，硫酸铅会沿着被腐蚀的通道在气体的推动下逐渐流出到极柱周围，称为爬酸或渗漏现象。

4、蓄电池失水

根据大量实践表明，随着铅酸蓄电池在线运行使用5年后，蓄电池健康状态已经到了预警期或接近预警期，直接表现为容量下降，原因是蓄电池内部经过长时间的循环反应，造成内部水的流失，当水损失达到3.5ml/Ah时，电池容量就会下降至初装容量的75%以下，当水损失25%时，蓄电池的寿命将会走到尽头。

二、对应的措施

几乎所有蓄电池故障都与内阻是分不开的，内阻是蓄电池内部导通电阻，电导的倒数，含金属电阻和极化电阻，电池的真实内阻和容量具有相关性，内阻升高蓄电池容量必然下降，内阻目前已经成为判别蓄电池健康状态的国际公认参数。但因蓄电池内阻属于微小参数，要求测试精度非常高，2V的蓄电池内阻小于1mΩ，要求电压测量精度保证在0.05%以上，才能准确得出蓄电池内阻。只有真实准确，误差小的参数，才可以帮助用户真正判别蓄电池的健康状态，内阻是此类系统最为核心的功能，如果测试不准，蓄电池监测或维护系统形同虚设，反而会误导用户进行最终决策。要想做到蓄电池的智能运维管理，对蓄电池的高精度内阻监测，电压、温度的监测，蓄电池漏液的监测，并配以主动均衡维护功能，专家分析决策及报警功能，这样才是实现蓄电池智能维护管理的关键，为后备电源这一关键环节保驾护航。开发蓄电池监控系统，该系统面向车主，通过手机客户端显示蓄电池SOC、SOH信息及电量低报警提醒；面向品质人员，通过后台数据存储与展示，可对蓄电池的实时信息进行分析、反馈，也会为市场索赔提供数据支撑；面向服务人员，通过报警提醒，可快速找到相关问题的源头，快速响应修理故障；面向研发人员，为后续的整车电能管理，提供数据经验。系统实现了降低客户操作不当引起车辆无法启动风险；减少故障蓄电池责任判定纠纷；降低客户抱怨；延长蓄电池使用寿命，降低蓄电池故障率。

三、结语

通过以上的论述，电动公交车蓄电池在长期的使用过程中，容易发生浮充电压不均衡、蓄电池鼓胀变形、蓄电池漏液、蓄电池失水等多方面的故障，给其正常运行造成了较大影响。本文阐述蓄电池故障的特点，故障原因与应对措施，提取故障时蓄电池内主要变化的参数，包括浮充电压不均衡、蓄电池鼓胀变形、蓄电池漏液、蓄电池失水，以及故障原因对应的蓄电池表现。

参考文献

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