3.铁路用系列蓄电池检修工艺(NM-200)

2、技术特性
2.1 蓄电池的容量及影响因素 2.1.1 蓄电池的容量 蓄电池在一定放电条件下所能给出的电量称为蓄电池的容量，以符号 C 表示。常用
的单位为安培小时，简称安时（Ah）。 蓄电池的容量可分为额定容量和实际容量及其不同放电条件下的容量。并且，容量
是与不同的放电时率连在一起的，如 NM-200 电池，其额定容量 200 安时是指 10 小时率
4
(
单 2.75 体 2.70 蓄 电 2.65 池
2.60
电 压 2.55
V 2.50
2.45
均充电压曲线
2.40 2.35 2.30 2.25
浮充电压曲线
2.20
0
-50 -40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
环境温度（℃）
图 2 蓄电池充电电压与环境温度的关系 2.2.2 浮充充电 蓄电池处于长期，连续，恒压充电的情况，使蓄电池维持在完全充电状态，即为浮 充充电。铁路机车、车辆用系列阀控式密封铅酸蓄电池在车上使用时采用浮充充电的方 法进行充电。图 3 为 25℃时放电深度 50%及 100%后用限流 0.1CA，恒压 2.25V/单体，浮 充充电的充电特性曲线。正确设定浮充电压值才能确保蓄电池在运行中 100%的充足电， 满足用电需要。蓄电池的浮充电压在 25℃时为 2.25V/单体，环境温度高于或低于 25℃原 则上应按图 2 进行调整。
同上
降低充电电流
8
浮充运行电压过 充电不足，硫酸盐化， 调整浮充电压值，对电池进行均衡充
2
额定容量，即以 20A 放电，能放 10 小时（放电条件是：放电终止电压 1.80V，环境温度 25℃）。再如 NM-450 电池，其额定容量 450 安时是指 5 小时率额定容量，即以 90 A 放电， 能放 5 小时（放电条件是：放电终止电压 1.70V，环境温度 25℃）。
2.1.2 放电率对容量的影响 蓄电池的放电率常用时率和倍率表示，蓄电池放电倍率越高，即放电电流越大，放 电时间就越短，放出的相应容量也越少。如 NM-200 电池以 5 小时率放电 （放电电流为 34A），其额定容量就只有 170 安时，以 1 小时率放电（放电电流为 120A），其额定容量就 只有 120 安时。 2.1.3 温度对容量的影响 同一只电池，温度越高，放出的容量越多，温度越低，放出的容量越少。图 1 为蓄 电池放电容量与温度的关系曲线。蓄电池放电时，如果环境温度不是 25℃，则需将实测 容量按以下公式换算成 25℃基准温度时的实际容量 Ce。
环境温度（℃）
图 1 蓄电池放电容量与温度的关系曲线 2.1.4 放电终止电压 终止电压指蓄电池放电时电压下降到不宜继续放电的最低工作电压。一般规定铁路 机车、车辆用系列阀控式密封铅酸蓄电池的放电终止电压如下： 10hr 放电终止电压为 1.80V 5hr 放电终止电压为 1.70V 1hr 放电终止电压为 1.60V 2.2 充电电压与环境温度 2.2.1 蓄电池使用时的环境温度 铁路机车、车辆用系列阀控式密封铅酸蓄电池在使用中，环境温度是影响蓄电池使 用性能和寿命的重要因素，最佳使用温度为 25℃。其浮充电压、均充电压都以 25℃为基 准。如果温度未达到上述要求，可采用温度补偿方法按图 2 环境温度与均充电压及浮充 电压关系曲线进行调整。 即：以 25℃为基准，温度每上升及下降 1℃，浮充电压相应下调及上调 0.003V/℃， 如按规定 25℃时浮充电压为 2.25V，当环境温度为 35℃时，浮充电压就为 2.22V（减去 10 乘以 0.003V 所得）。 还有，以 25℃为基准，温度每上升及下降 1℃，均充电压相应下调及上调 0.004V/℃， 如按规定 25℃时均充电压为 2.40V，当环境温度为 35℃时，均充电压就为 2.36V。
7
行处理； 3.2.8 打开机车照明系统负载（负载约 20A）测量蓄电池组每个单只电池的电压，如 蓄电池电压有低于 2V 的应予更换，电压低入 2V 的蓄电池应查明原因进行处理； 3.2.9 容量及内阻有差异的蓄电池混用风险： 容量差异： 因蓄电池在设计、使用材料和工艺等方面的差异，使得蓄电池开路电压、充电接受 能力和内阻等均存在差异，在充电过程中易导致充电饱和程度不一致，长期运行将会导 致新蓄电池容量下降趋于旧蓄电池容量，最后新旧蓄电池容量达到平衡。 内阻差异： 旧蓄电池组使用后较新蓄电池组内阻有所增加，在使用过程中，实际可短暂强加变 为新蓄电池组的“放电负载”，降低新电池组的使用效率，即长期使用将导致新电池变为 “旧电池”。 3.3 中修时（每二年）蓄电池的检修与维护 3.3.1 将蓄电池拆出后，把安装柜清扫干净，并刷好耐酸漆； 3.3.2 检查电池托盘、导轨和滚轮的情况，如有破裂等情况应进行维修或更换； 3.3.3 按辅修、小修时蓄电池的项目进行检修与维护； 3.3.4 对蓄电池应进行均衡充电，DM 型蓄电池进行 10 小时率、NM 型蓄电池进行 5 小时率放电，蓄电池容量应保持在额定容量的 80%以上方可投入使用，并对充放电数 据进行记录。当蓄电池放电容量达不到额定容量的 80%时，查明蓄电池容量下降的原 因，主要有： A、使用环境温度高、充电电压高、充电电流大等造成电池失水而引起的容量下降。 B、过度放电、放电后未及时补充电、充电电压低等造成电池负极板硫酸盐化而引起 的容量下降。 3.4 大修、段修、厂修时蓄电池的检修与维护 大修、段修、厂修时蓄电池的检修与维护与中修时蓄电池的检修与维护相同。
CT Ce=
1+K(T-25) 式中 T-放电时的环境温度
K-温度系数 10 小时率容量实验时 K=0.006/℃ 5 小时率容量实验时 K=0.008/℃ 1 小时率容量实验时 K=0.01/℃
3
容 120 量 100 （%）
80
60
40
20
0 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50
就须对电池进行均衡充电，因为蓄电池即使不用，其容量也在不断地消减）； 蓄电池组浮充使用时发现有两个以上的蓄电池的电压低于 2.18V/单体； 蓄电池单节开路电压（电池不充电和无负载条件下正、负端之间电压）低于
2.10V 蓄电池组全浮充运行 6 个月。 图 4 为放电深度 50%及 100%后用 0.1CA 的电流，恒压 2.40V/单体（25℃）的充电特 性曲线。
4、使用中造成蓄电池故障的原因、预防方法及解决措施
序号 1 2
故障
浮充运行电压过 高（25℃时大于
2.25V）
充电电流过大
故障后果

预防方法及解决措施
电池内部电解水使得 调整浮充电压值，校整仪表，或更换
内压增高，排气频繁， 充电子管器电压控制元件，对蓄电池
水耗大，温度升高，壳 补充蒸馏水
体鼓胀变形，寿命缩短
图3
5
2.2.3 均衡充电（补充电） 一种恒压限流的充电方法，使蓄电池得到完全充分的充电，即为均衡充电。在使用 过程中由于非蓄电池质量原因使蓄电池的浮充电压及容量均发生不均衡现象，致使整组 蓄电池中有的电池会充电不足，长期如此将降低蓄电池的使用寿命，因此有必要对蓄电 池进行均衡充电。均衡充电限定充电电流在 0.1C10A 或（如 NM-200 电池限流 20A），均衡 充电电压在 25℃时恒压 2.40V/单体（如一组 12 只电池恒压 28.8V），充电时间不超过 20 小时，环境温度高于或低于 25℃时应按图 2 进行充电电压调整。严禁不恒压、大电流、 长时间充电。 下列之一情况下，需进行均衡充电： 蓄电池系统安装完毕，对蓄电池组进行均衡充电； 蓄电池搁置超过 6 个月（如电池运输时间加上用户库房搁置的时间超过 6 个月，
铁路机车、车辆用系列阀控式密封铅酸蓄电池
检 修 维 护 工 艺
湖南丰日电源电气股份有限公司 二○一八年十一月
1
1、 产品概述
1.1 铁路机车、车辆用系列阀控式密封铅酸蓄电池基本特征 1.1.1 铁路机车、车辆用系列阀控式密封铅酸蓄电池主要由电池槽盖、正负极板、隔 板、安全阀、电解液、正负端子等组成。 电池槽盖：材料全部选用阻燃 ABS 工程塑料，强度高、耐冲击、耐振动。 正负极板：由耐腐蚀的合金板栅与先进配方的活性物质组成，使蓄电池的容量、充电 接受能力和大电流放电性能优良。 隔板：选用 AGM（超细玻璃棉）隔板，使蓄电池内阻低，气体化合效率 98%以上，无 酸液逸出，不腐蚀设备。 安全阀：当蓄电池内部压力达到一定值时（22kpa），安全阀自动开启泄压，当压力恢 复到正常值时自动关闭。安全阀上装有滤酸防爆片，蓄电池在充电中安全阀上部遇明火， 不会引爆蓄电池。 电解液：分析纯硫酸与纯水配制而成，纯度高，使电池自放电小。 正负端子：嵌入式铜芯端子，导电面积大，电阻小，适合大电流放电。 1.1.2 铁路机车、车辆用系列阀控式铅酸电池的基本工作原理 以 AGM（超细玻璃棉）作蓄电池正负极板间隔板，把所需份量的电解液注入电池槽内后， 电池由于超细玻璃棉隔板的吸附作用而没有游离的电解液，同时还在极板群正负极板之间留 下气体通道，使正极产生的氧气能顺着这些通道传递到负极复合还原成水，使在正常使用条 件下的电池达到无酸雾逸出、不需加水维护的效果。但遇到非正常使用条件时（如大于 30℃ 高温环境，大于 2.27V/单节高电压、大电流充电、过放电等），电池内氧复合还原成水效率 降低，产生氢、氧气体，当蓄电池内部气体压力达到一定值时（22kpa），安全阀自动开启泄 压（该情况会导致电池失水）。
充电时间（h）
图4
6
3、蓄电池的检修及维护
阀控式密封铅酸蓄电池的使用效率与寿命完全取决于具体的使用方法、条件及维护。 使用正确，维护及时，可以延长电池的使用寿命；反之，即使放着不用也会损坏电池， 或者使用一次就足以使电池报废，或引起其它事故。当对蓄电池进行维护和检修时，应 遵循如下事项：
● 穿戴围裙、橡胶手套和防护眼镜； ● 由专业人员操作； ● 把蓄电池从机车系统中断开； ● 使用绝缘工具来防止蓄电池短路； 3.1 蓄电池的安装与检查 3.1.1 检查蓄电池壳盖有无损坏。 3.1.2 查看蓄电池出厂编号，编号规则为前 6 位数代表生产年月，后 4 位数代表电 池生产的顺序号。如搁置时间已超过 3 个月，须对蓄电池进行均衡充电。 3.1.3 检查每只蓄电池的开路电压，如果开路电压低于 2.10V/单体，应对蓄电池进 行均衡充电； 3.1.4 蓄电池安装时电池与电池之间应留有不小于 15mm 的通风间隙，电池箱应有通 风窗或孔，使电池与外部保持通风良好； 3.1.5 根据环境温度情况按 2.2.2 条规定对机车的充电电压输出进行调整； 3.1.6 建立蓄电池技术档案； 3.2 辅修、小修时（或每季度）蓄电池的检修与维护 3.2.1 检查蓄电池外观是否破裂、鼓胀、漏液。如壳体有裂纹的应与更换； 3.2.2 检查连接螺栓是否有松动的现象，若有松动要把螺栓拧紧，扭矩 15N.M；检查 连线是否破损露铜或断股，对轻微露铜的进行绝缘包扎，断股不得超过 10%。严重的 露铜或断股应予更换； 3.2.3 清理、清扫电池和电池箱内杂物及灰尘； 3.2.4 测量每只蓄电池的开路电压，并对蓄电池进行均衡充电； 3.2.5 校对蓄电池组与车上电压表的电压值，如有偏差应进行校对调整； 3.2.6 根据环境温度情况按 2.2.2 条规定对机车的充电电压输出进行调整； 3.2.7 测量对地绝缘电阻，对地绝缘电阻不得低于 10MΩ。低于 10MΩ应查明原因进
充 电 100 量 % 80
60
40
20
充 电 电 流 （A） 0.1C
0.08C
0.06C
0.04C
0.02C
2.5 充 电 2.4 电 压 2.3 （V）2.2
2.1
2.0
充电量
电压 100%放电后 50%放电后
充电电流
1.9
0
0
0 4 8 12 16 20 24 28 30 32 36
充电时间（h）
充 电 120 量 % 100
80
60
40 20
0 0
充 电 电 流 （A）
0.1C 0.08C 0.06C 0.04C 0.02C 0
2.5 充 电 2.4 电 压 2.3 （V）2.2
2.1
电压 充电量
100%放电后 50%放电后
2.0
充电电流
1.9 0 4 8 12 16 20 24 28 30 32 36