蓄電池使用和維護

第1章　鉛酸蓄電池原理及基本概念 / 1
　1.1　基本原理 / 1
　　1.1.1　充放電反應過程 / 1
　　1.1.2　標稱電壓 / 2
　　1.1.3　充放電反應的獨立性 / 2
　　1.1.4　鉛酸蓄電池的化學能存儲方式 / 3
　　1.1.5　鉛酸蓄電池的析氣 / 3
　　1.1.6　鉛酸蓄電池的電動勢 / 4
　　1.1.7　開路電壓和容量關係 / 4
　　1.1.8　單體電池都是並聯存在的 / 5
　1.2　基本概念 / 5
　　1.2.1　鉛酸蓄電池放電下限標準 / 5
　　1.2.2　鉛酸蓄電池的荷電狀態 / 6
　　1.2.3　鉛酸蓄電池中電極負荷分析 / 6
　　1.2.4　鉛酸蓄電池中正極板的腐蝕 / 7
　　1.2.5　電池的內阻 / 7
　　1.2.6　電解液密度與容量的關係 / 8
　　1.2.7　電池的實際容量的控制因素 / 8
　　1.2.8　電解液的分層 / 9
　1.3　常用須知 / 10
　　1.3.1　除硫化和容量復原技術 / 10
　　1.3.2　充放電反應的限制因素 / 11
　　1.3.3　電池非使用放電 / 12
　　1.3.4　電池水消耗 / 12
　　1.3.5　電池的容量衰減 / 13
　　1.3.6　電池的“反極” / 13
　　1.3.7　溫度對電池性能的影響 / 14
　　1.3.8　幹荷電電池的啟用 / 15
　　1.3.9　充電的合理限度 / 15
　1.4　輔助知識 / 16
　　1.4.1　合理使用添加劑 / 16
　　1.4.2　“免維護電池” 的誤區 / 16
　　1.4.3　蓄電池用酸及蓄電池用水的標準 / 17
　　1.4.4　蓄電池水品質控制及簡易檢驗法 / 17
　　1.4.5　配酸作業 / 18
　　1.4.6　硫酸電解液對電池放電性能的影響 / 20
　　1.4.7　□□蓄電池和鉛碳電池 / 21
　1.5　閥控電池的基本概念 / 22
　　1.5.1　鉛酸蓄電池發展的四個階段 / 22
　　1.5.2　閥控電池的優缺點 / 23
　　1.5.3　閥控電池使用中的幾個問題 / 24
　　1.5.4　鉛酸蓄電池迴圈壽命的加速試驗 / 25
　1.6　鉛酸蓄電池的基本類別 / 27
　　1.6.1　啟動型電池 / 28
　　1.6.2　儲能型電池 / 28
　　1.6.3　動力型電池 / 28
　　1.6.4　專用結構電池的錯誤組合 / 28
　本章小結 / 29

第2 章　鉛酸蓄電池的幾種充電方式和組合性能 / 30
　2.1　初充電 / 30
　2.2　恒流充電 / 33
　2.3　恒壓充電 / 34
　2.4　浮充電 / 35
　2.5　快速充電 / 36
　2.6　均衡充電 / 38
　2.7　低壓充電 / 38
　2.8　補充電 / 40
　2.9　電池容量串並聯計算 / 40
　2.10　電池容量的測定 / 41
　本章小結 / 42

第3 章　鉛酸蓄電池通用保養及故障處理 / 43
　3.1　電池並聯使用故障多 / 43
　3.2　電池組中各單格的均衡性要求 / 45
　3.3　減少腐蝕的措施 / 47
　3.4　蓄電池連接狀態 / 48
　3.5　減少自放電的措施 / 49
　3.6　蓄電池的絕緣狀態 / 52
　3.7　電池硫化和除硫化技術 / 54
　　3.7.1　硫化產生的過程 / 54
　　3.7.2　化學除硫化方法 / 55
3.7.3　物理除硫化方法 / 56
　3.8　電池防凍措施 / 58
　　3.8.1　外部保溫及加溫 / 58
　　3.8.2　採用涓流充電 / 58
　　3.8.3　控制電解液密度 / 58
　3.9　定期進行人為充放電是有害的 / 59
　3.10　延長電池使用壽命的方法 / 59
　3.11　汽車蓄電池的失效方式 / 63
　本章小結 / 64

第 4 章　通信電池的管理維護 / 65
　4.1　通信電源蓄電池組的低成本運行措施 / 65
　　4.1.1　通信基站蓄電池組的技術現狀 / 65
　　4.1.2　對蓄電池組決策的幾點誤區 / 65
　　4.1.3　低成本運行的措施 / 66
　　4.1.4　專業化容量維護設備 / 67
　　4.1.5　對電池容量性掉站的邏輯分析 / 68
　　4.1.6　通信電源蓄電池使用下限計算 / 69
　　4.1.7　UPS 電源蓄電池損壞分析和對策 / 70
　　4.1.8　通信車用閥控式鉛酸蓄電池維護 / 71
　　4.1.9　對閥控式鉛酸蓄電池補水的水位要求 / 73
　4.2　在微波通信站的使用 / 74
　　4.2.1　供電方式 / 74
　　4.2.2　常見故障原因分析 / 74
　　4.2.3　處理方法 / 75
　4.3　閥控式鉛酸蓄電池爆炸分析 / 76
　4.4　對電池提前失效原因的綜合分析 / 77
　　4.4.1　極板的不可逆硫酸鹽化 / 78
　　4.4.2　現行標準規範的不足 / 81
　　4.4.3　電池的誤報廢 / 86
　　4.4.4　電池的不合理安裝 / 88
　　4.4.5　電池的人為過放電 / 89
　　4.4.6　電池原始品質低或結構不合理 / 90
　4.5　閥控式鉛酸蓄電池線上容量維護 / 91
　　4.5.1　免維護的代價 / 91
　4.5.2　建立備品制度 / 94
　　4.5.3　電池維護的三個階段 / 97
　　4.5.4　維護工藝 / 101
　　4.5.5　兩類維護工藝的比較 / 102
　　4.5.6　維護作業的頻次和經濟效益分析 / 102
　　4.5.7　對維護效果的確認方式 / 103
　　4.5.8　一體化基站蓄電池的選型與改造 / 105
　　4.5.9　對蓄電池的全面品質管制 / 107
　　4.5.10　基站蓄電池的合理安裝 / 108
　　4.5.11　在通信基站蓄電池組的輪換充電方法 / 108
　4.6　開關電源對蓄電池的影響 / 109
　　4.6.1　現行開關電源充電方式的不合理之處 / 109
　　4.6.2　開關電源的充電管理 / 109
　　4.6.3　合理管理的效果 / 111
　　4.6.4　開關電源蓄電池參數設置的基本方法 / 113
　　4.6.5　頻繁停電地區充電方法 / 115
　　4.6.6　環境溫度維護方法 / 116
　　4.6.7　應用實例 / 117
　4.7　蓄電池集團採購中的技術要求 / 118
　　4.7.1　電池電解液的數量和密度 / 118
　　4.7.2　電池極板的數量 / 118
　　4.7.3　電池的連接方式 / 118
　　4.7.4　蓄電池的組合方式和構架高度 / 119
　　4.7.5　電池的極柱防護 / 120
　4.8　蓄電池維護的技術層次和效益 / 120
　　4.8.1　“免維護” 層次 / 120
　　4.8.2　採用除硫化進行容量復原層次 / 121
　　4.8.3　線上容量維護層次 / 122
　　4.8.4　維護的□高層次TQC / 122
　　4.8.5　維護效益分析 / 123
　　4.8.6　避免電池誤報廢的扼要說明 / 123
　4.9　對相關標準和現行的修正建議 / 125
　　4.9.1　美國IEEE 1188 標準的不足和失誤 / 125
　　4.9.2　對一些現行做法的修正建議 / 126
　4.10　提高管理者的認識是□□步 / 127
　4.10.1　不合理並聯 / 127
　　4.10.2　補加水 / 127
　　4.10.3　有效的檢測工藝 / 128
　本章小結 / 128

第 5 章　鋰離子電池的原理、結構和使用 / 129
　5.1　鋰離子電池簡介 / 129
　5.2　鋰離子電池工作原理 / 131
　5.3　鋰離子電池的優缺點 / 133
　　5.3.1　優點 / 133
　　5.3.2　缺點 / 134
　5.4　鋰離子電池失效機理 / 134
　　5.4.1　正常失效 / 134
　　5.4.2　過放電失效 / 134
　　5.4.3　過充電失效 / 135
　　5.4.4　高溫失效 / 135
　　5.4.5　備用失效 / 138
　5.5　鋰離子電池內部材料 / 138
　　5.5.1　正負極材料 / 138
　　5.5.2　隔膜 / 139
　5.6　鋰離子電池兩種結構 / 140
　　5.6.1　軟包結構 / 140
　　5.6.2　圓柱結構 / 141
　5.7　鋰離子電池組保護電路 / 141
　5.8　鋰離子電池的安全使用 / 142
　　5.8.1　影響安全的機理 / 142
　　5.8.2　提高安全性的措施 / 142
　　5.8.3　個人鋰離子電池的安全使用 / 143
　5.9　用鋰離子電池替換鉛酸蓄電池和鎳鎘電池的技術問題 / 144
　5.10　鋰離子電池的充放電特點 / 144
　5.11　鋰離子電池空載電壓技術含義 / 146
　5.12　鋰離子電池組合中的點焊品質 / 149
　5.13　螺紋連接的圓柱鋰離子電池 / 150
　5.14　卡座連接的圓柱鋰離子電池 / 151
　本章小結 / 152

第 6 章　電動汽車蓄電池合理使用與維護 / 153
　6.1　電動汽車電池的選型 / 153
　　6.1.1　鉛酸蓄電池 / 153
　　6.1.2　□□蓄電池的結構及原理 / 154
　　6.1.3　鋰離子電池 / 156
　6.1.4　鋰離子電池和鉛酸蓄電池的互換 / 157
　6.2　蓄電池的成組效應 / 158
　　6.2.1　單體電池和電池組的概念 / 158
　　6.2.2　網路組合的認識過程和電池構架 / 161
　6.3　網路組合結構配套的BMS / 167
　　6.3.1　基本說明 / 167
　　6.3.2　電流電壓採集技術要求 / 168
　　6.3.3　儀錶及整車控制器的配套開發 / 169
　　6.3.4　司機違章使用電池的記錄 / 170
　　6.3.5　資料存儲和通信 / 170
　　6.3.6　單串組合的BMS / 170
　　6.3.7　對能量轉移功能的分析 / 170
　　6.3.8　網路組合的效能和實施 / 171
　6.4　鋰離子電池組維護的必要性和意義 / 172
　　6.4.1　人工維護的必要性 / 172
　　6.4.2　均衡性維護設備 / 173
　6.5　電動汽車鋰離子電池維護的基本工藝 / 175
　6.6　電動汽車的12V 電池 / 177
　　6.6.1　採用26650 型錳鋰電池 / 177
　　6.6.2　採用26650 型磷酸鐵鋰電池 / 177
　　6.6.3　獨立12V 電池充電電壓調整 / 178
　6.7　電動汽車的車載充電機充電 / 178
　6.8　充電樁充電和快速充電概念 / 179
　6.9　換電站充電 / 181
　6.10　蓄電池組的熱管理和浸水實驗 / 182
　　6.10.1　蓄電池組的熱管理 / 182
　　6.10.2　浸水實驗 / 182
　6.11　電池組的熔斷保險 / 183
　6.12　無軌電車供電方式 / 183
　　6.12.1　經濟分析 / 184
　　6.12.2　基礎技術 / 184
　　6.12.3　實施實例 / 184
　6.13　電動汽車商業化運行 / 185
　　6.13.1　與燃油汽車比成本是電動汽車的關口 / 185
　　6.13.2　汽車電池的梯級使用和轉行使用 / 185
　　6.13.3　電動汽車商業化之路 / 186
　　6.13.4　換電車的選用 / 188
　　6.13.5　電動汽車採購須知 / 190
　　6.13.6　電動汽車蓄電池使用成本分析 / 191
　本章小結 / 194

第 7 章　蓄電池在車輛上的應用 / 195
　7.1　啟動電池的使用 / 195
　　7.1.1　工作狀態分析 / 195
　　7.1.2　汽車和幾種鐵路機車啟動電池的啟動過程分析 / 197
　　7.1.3　摩托車電池的電解液調節 / 203
　　7.1.4　啟動電池的損壞原因 / 203
　　7.1.5　汽車電池的集中維護效益分析 / 205
　7.2　電動自行車電池的使用 / 206
　　7.2.1　電池的選購與更換 / 206
　　7.2.2　電池的使用、保養和維修 / 206
　　7.2.3　電動自行車電池配組技術 / 207
　7.3　生產用蓄電池車用電池使用 / 208
　　7.3.1　牽引蓄電池的工作特點和結構 / 208
　　7.3.2　蓄電池叉車和平板車蓄電池組的絕緣分析 / 209
　　7.3.3　蓄電池車D 型電池的替代 / 212
　　7.3.4　礦山機車蓄電池維護工藝 / 213
　　7.3.5　延長礦山機車蓄電池壽命的幾項措施 / 214
　　7.3.6　電動車輛蓄電池迴圈耐久試驗/ 216
　　7.3.7　蓄電池組電壓抽頭問題 / 217
　　7.3.8　叉車蓄電池維護實例 / 217
　7.4　電動遊覽車蓄電池使用條件 / 218
　　7.4.1　電池啟用充電 / 218
　　7.4.2　存在問題 / 219
　　7.4.3　電動遊覽車蓄電池工作分析 / 219
　　7.4.4　日常維護作業 / 220
　　7.4.5　管理運行方式 / 221
　　7.4.6　維護管理實例 / 222
　本章小結 / 223

第 8 章　蓄電池和蓄電池組可靠性檢測 / 224
　8.1　術語說明 / 224
　8.2　連接狀態的檢測 / 225
　　8.2.1　檢測原理 / 225
　　8.2.2　對同性極柱的測量 / 225
　　8.2.3　對異性極柱的測量 / 226
　8.3　漏電電流的檢測 / 227
　　8.3.1　測漏電電流 / 227
　　8.3.2　查找電池組接地點 / 227
　　8.3.3　漏電電流錶的校對 / 228
　8.4　蓄電池對地絕緣的分析和檢測 / 228
　8.5　蓄電池保有容量的檢測 / 229
　　8.5.1　檢測原理 / 229
　　8.5.2　保有容量檢測儀的使用方法 / 233
　　8.5.3　三種檢測方法的使用對比 / 236
　　8.5.4　對大容量電池的檢測 / 239
　8.6　連體電池檢測儀 / 239
　　8.6.1　檢測原理 / 239
　　8.6.2　檢測方法 / 240
　　8.6.3　啟動功率NP 檢測資料的用途 / 241
　　8.6.4　連體電池檢測儀的使用方法 / 242
　　8.6.5　使用注意事項 / 243
　　8.6.6　檢測儀的校對 / 243
　8.7　蓄電池內阻的概念及測量 / 243
　　8.7.1　蓄電池內阻的構成 / 243
　　8.7.2　蓄電池動態內阻的測量方法 / 244
　　8.7.3　不能用靜態內阻的數值表達蓄電池保有容量 / 245
　　8.7.4　電導儀鑒定條件與使用條件的區別 / 246
　　8.7.5　電導儀的使用標準 / 247
　本章小結 / 248
附錄 / 249