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[轉貼] 汽車電池特性

Super(eric.huang.1968)

2018/12/01 23:01:41

發文

#6055652 IP 39.8.*.* 無任何修改 檢舉這篇文章

汽車電池特性 http://www.yuasa.com.tw/service_and_knowledge03.php?lang=

電壓

電池的電壓一局約為2.1V,如果是串聯3局則是形成6.3V(公稱6V的電池),同樣如果是6局串聯形成12.6V(公稱12V的電池)。
這個電壓值是電池在滿充電狀態下,同時沒有負載迴路的端子電壓(稱作開路電壓)。 電池的起電力和硫酸濃度成比例,如下所示(溫度25℃)

另外,起電力也受到溫度影響,它的變化是20℃~40℃間,每局約為0.2mV/℃的差異。 電池在放電時的電壓變化,因放電電流和電池的內部電阻之間有關係,如下所示

從此式得知放電電流愈大電壓的下降也愈大。1

電池若放電至0V,可能充電也不能回復到原來的性能,以1來看,根據放電電流的大小決定它的終止電壓,請避免低於此終止電壓的放電。另外,經過終止電壓為止的放電時,放電後的開路電壓會回復到1式的硫酸濃度的電壓。2

容量

容量是指電池能夠放出的電氣量,它是放電電流(A)和放電時間(H)的乘積來表示,實際上已充電的電池在一定的電流和規定的終止電壓放電時,以下列式來表示: 
容量=放電電流(A)X放電終止電壓為止的放電時間(H) 
但是電池有放電電流愈大容量愈小的現象,因此電池的容量表示要以小時率表示,機車用電池以10小時率,汽車用以5小時率表示。13

● 溫度和容量
電池是化學反應,當溫度高時反應也高,反之溫度低反應較遲緩,容量隨溫度變化而變動,因此電池的容量是以25℃為基準來標示。4

 

● 放電電氣量和電解液比重
電池經過放電時,電解液的比重幾乎和放電電氣量成比例下降,放電末期約降至1.120/20℃。因此可經由量測電解液比重而約略得知放電量(或是殘存電氣量)。5

 

● 容量計算
電池使用在汽車方面以外(引擎使用以外)時,必須選用合乎條件的電池種類和容量,在計算上需要
1.終止電壓(必要的最低電壓)
2.放電電流
3.放電時間
4.放電時的溫度

 

(計算例)
溫度25℃以10A作2小時放電,終止電壓10.5V時,電池的需求容量是多少Ah?
6得知容量比放電電流係數為0.45
容量=放電電流/容量比放電電流係數=10/0.45=22(Ah/5HR)

 

另外,電池經過循環的充放電後性能會逐漸下降,同時每次放電電氣量的大小(即對容量的比例而言),對於性能都
有變化,因此實際使用上,容量需求是計算結果的2~3倍。

 

● 放電深度和壽命
一般而言,汽車用電池經過深度放電時它的壽命會顯著縮短,因此使用汽車以外需要深度放電情況時,請使用循環用電池。7

 

引擎的啟動能力

電池對於引擎的啟動能力,是啟動馬達對引擎啟動時需要大電流相等的電流由電池輸出時,電池能夠維持較高的放電電壓作為評價。
電池的放電電壓是起電力和放電電流、電池的內部電阻之間的關係。
內部電阻較小當然可以得到較高的放電電壓,另外,內部電阻以標準型電池而言,它和容量成反比例,如果想得到較大的啟動能力當然得選擇較大容量的電池或是內阻較小的電池。
起電力和電池放電電壓的關係:

● 端子和高率放電特性
高率放電特性是電池的引擎啟動能力的代表特性,它與溫度、放電電流、電池的充電狀態而有變化,JIS是將電池冷卻到-15°C以2的電流放電作評價。8
● 溫度和高率放電特性(5秒目或30秒目電壓)
電池的容量和高率放電特性都受到溫度影響,-10°C以下時急速低下,這是因為溫度低,電池內阻增加,同時內部化學反應遅鈍。高性能電池比較標準型電池內阻較小,在-30°C的低溫情況下依然可以發揮啟動能力。9

 

充電

電池在放電後要儘快給予補充電(放電後的電池如果長時間放置將破壞電池),充電的方法根據電池的用途而有各種不同方法,而各種方法具有不同的充電特性。

● 定電流充電特性
定電流充電是由最初到最後都用一定的電流的充電方法,一般標準是以5小時容量1/10的比率的電流充電,充電中的電池它的電解液比重在初期幾乎不上升,當電池電壓達14.1~14.4V(2.35~2.4V/CELL)的時候急速上升這是因為此時電解液開始電氣分解,氣體大量發生,電解液充分攪拌,到了充電末期達到最高之後保持一定值。充電中的電壓因為硫酸的逐漸擴散而逐漸上升,到達末期硫酸鉛量變少,氫氣和氧氣過電壓的關係會急速上升,引起水的電氣分解並維持一定值。另外,充電中的電壓也會受到充電電流、溫度的影響。10

● 定電壓充電特性
一定的電壓(一般2.3~2.5V/CELL)充電方式,充電電流主要根據電壓差充電,初期大電流充電,進行中電流逐漸降低,這種充電方法不產生氣體,比較上有較短時間且有效率的充電優點。因為初期的大電流,相對需要較大容量的充電器,因此一般使用限制大電流的定電流、定電壓充電法。

● 準定電壓充電特性
是定電壓充電的變形,在充電中電池的電壓變化而電流也變化,充電初期電池電壓低的關係電流大,末期時電壓上升充電電流變小,一般市販的電池充電器都有此項特性。11

● 定電流定電壓充電
限制充電的最大電流和最大電壓,在充電初期以定電流充電,之後用定電壓充電以比較短的時間且效率高的充電,車輛的充電系統採用此方式。12

 

● 其他的充電方法
1.浮動充電、小電流充電
維持電池充電狀態的充電方法
a.電池和負載經常保接續狀態
(浮動充電)
經常由直流電源供給負載電流的同時,為了補足電池的自行放電以微小電流充電,當負載突然增加時或是突然
停電則由電池供給負載所需的電力。 13 3
b.一般通常電池和負載分離的充電方式
(微小電流充電)
用作引擎啟動用電源的場合,直流電源經常對電池保持微小的電流充電,當引擎啟動時由電池供給電流(這種只是補足自行放電的充電方式也稱作維持充電)。
浮動充電電壓依據電池電解液的比重以3的值作選定,浮動充電中的充電電流會因為電池的新舊、溫度而有差異,一般是以5小時率容量的1/500~1/2000比率。
另外,請使用浮動充電用途的專用電池。
2.均等充電
電池在持續浮動充電狀態下,電池的每一局會發生不平均現象,為了調整或消除此情況的充電稱作均等充電。約3~6個月實施一次,均等充電以定電壓充電時,當比重為1.280時12V的電池14.4V(2.4V/CELL)充電8小時是一般標準。
另外,定電流充電時以5小時率的電流,滿充電狀態後再持續4小時充電。浮動充電使用時,在均等充電前實施補水(浮動充電中請不要補水,如果必須補水的時候,請在加完水後實施均等充電)。

3

則留言

1

Super(eric.huang.1968)

2018/12/02 21:28:05

發文

#6055676 IP 39.8.*.* 無任何修改 檢舉這篇文章

https://www.artc.org.tw/chinese/03_service/03_02detail.aspx?pid=2144

車輛研究測試中心 環保能源部 環能驗證課 詹金治

1.汽車電瓶的基本保養
上期介紹了電瓶故障的基本判斷,相信大家對於電瓶的使用及壽命有了初步的認知,所以假如車輛只是單純的電瓶故障,在行駛中是不會造成立即的危害,因為當電瓶蓄電能力下降時,車子在行駛中所需要的額外電力將由發電機來供給,但當停車再開時就有可能會因電瓶電壓不足而導致無法發動,因此定期保養電瓶,會有助於增加電瓶的壽命;以下將介紹幾個方式來檢查與保養汽車電瓶。

一、檢查及清潔電瓶樁頭
車輛連接電瓶正負極的兩端,容易因為污損、連接線未牢靠固定及樁頭鬆脫等情形,造成接觸不良或斷電現象,所以建議至少每半年實施檢查及清潔(可以在車輛定期保養時一起檢查);當拆下電源線前建議將電源線正負極跨接於另一電池,避免車上的電子產品被重新歸零設定;電瓶樁頭如果有磨損,可以用細砂紙輕輕研磨平整,再將樁頭附近的髒污清理後,接回電源線即可;電瓶拆裝時務必注意先拆負極再拆正極,而裝回時須先裝正極再裝負極。

二、檢查電瓶電壓
用三用電表來量測電瓶電壓,正常狀況下引擎未發動電瓶電壓應約為12.6伏特,而引擎發動後怠速運轉電瓶電壓應該要有13伏特,而如果將車上所有電子產品打開(如:大燈、音響、冷氣等),並將引擎轉速提升至2000 rpm時,電瓶電壓應該約為14伏特,如果量測結果並非上述數據,那表示發電機發電能力下降。

三、檢查電瓶液高度(加水電瓶適用)
電瓶中的電瓶液是由硫酸加入純水中混合而成稀硫酸H2SO4,比重大約在1.26~1.28之間,當電池在充電時,電解液中的水分會變化為氧氣與氫氣並排放於大氣中而消耗掉,導致電解液量減少,此狀況會使電池的極板外露於電瓶液面上,這樣容易使極板產生硫化現象;此外,因水分減少電解液濃度增高,也容易使電瓶極板退化,反之,電解液如果太多時,會使電解液稀釋、比重不足,降低電瓶的效能,也容易溢出而造成樁頭等腐蝕而增加電阻。
電瓶的液量需在電池側邊的兩條基準線之間,補充時必須加入蒸餾水,並且避免使用自來水,因為自來水中的雜質過多,會降低電瓶的充電效率及壽命,並且每個電池槽都需要檢查各個液面,一般12伏特的電瓶共有六個分電池,每個分電池的電壓為2.1伏特,所以將六個分電池串接起來,電壓需為12.6伏特以上,而如果單電池(單槽)損壞也會造成電瓶電壓不足。

2.汽車發電機的原理以及故障的基本判斷
車輛的發電機,它的發電動力來源是靠擎的運轉來發電,因為引擎轉速隨時在變化,所以發電機所產生的電壓也經常在變動;車輛發電機的設計目的是希望引擎盡量在低速迴轉時,也能產生規定的電壓,而當引擎在高速迴轉運作時,發電機產生的電壓也不可以比規定的電壓還要高;引擎轉速從惰速到高速運轉時,發電機要能夠輸出一定的電壓範圍,因此發電機的內部,主要是靠電壓調整器來控制發電機產生一定的電壓。

發電機所產生的電壓,理論上會與引擎迴轉速度成等比提高,所以只要隨著引擎轉速的上升讓磁力線密度變小,也就是使磁力線減弱,就可以控制發電機的輸出電壓。但是因為電壓會因為車輛當時使用的電氣負荷不同而變化,例如當使用大燈或雨刷器時電壓就會下降,因此在實際的電壓控制上,並不是因為引擎迴轉速度變化而影響發電機的輸出電壓,主要控制的原則是當發電機所產生的電壓比規定值(需求)大時,就減少轉子線圈的激磁電流;反之,所產生的電壓比規定值(需求)小時就增加激磁電流,以這種方法經常對引擎迴轉或電氣負荷的變動來控制使發電機產生一定的電壓,而這種控制電壓的儀器則稱為電壓調整器。

汽車發電機容量的設定通常是在引擎轉速約為2000~2500rpm之間,此時發電機轉速大約會在5000rpm,其發電機的輸出電流要有夜間常用負荷(含大燈及雨刷器)的1.5倍左右;而當引擎在惰速時,它的能量需足夠供應車輛停車時常用的負荷(含小燈或加熱器用鼓風機馬達),並且行車輸出力要達到夜間常用負荷的80% 以上;變速箱在最高速檔行駛的最低車速時,亦需可以供應夜間常用負荷。

台灣都會地區因為車輛密度太多經常造成交通壅塞,所以行車出力較低(市區行駛時大多走走停停),而且汽車電子產品越來越多造成車輛的電氣負荷有增加的趨勢,由此兩者所得之結果,就造成充電的收支不敷使用,成為電瓶故障的原因,尤其是夏季由於使用冷氣機,因壓縮機的電磁離合器電動電容馬達的消耗電力增加,很容易牽連至電瓶故障的原因。

上段文章有提到,當引擎未發動時使用三用電表來量測電瓶電壓,電壓值大約為12.6伏特,而引擎發動後怠速運轉電瓶電壓應該要有約13伏特,而再將車上所有電子產品打開(如:大燈、音響、冷氣等),並將引擎轉速提升至2000 rpm時,電瓶電壓應該約為14伏特,如果引擎運轉時未達上述標準,則代表發電機已經故障了,此時車內儀表板的電瓶指示燈應會亮起。

以下提供一些電瓶及發電機故障現象以及發生原因和排除方法給讀者參考。

3.儀表板上電瓶燈號的意義?
當我們將車子的鑰匙開關ON時,此時電瓶指示燈會亮起,指示燈是設計在車輛電瓶和發電機的輸出端之間,當車輛還未發動時電瓶電壓大於發電機電壓,所以會有壓降產生,此時指示燈的兩端會因為有電流的流過,而造成燈亮,當車子發動後發電機發電量與電瓶電壓一致時指示燈會因兩端的壓降相同而熄滅。

因此如果指示燈的兩端有一端電壓不足,則會導致電瓶指示燈亮起,而當我們開車時看到電瓶指示燈亮起,一般來說發電機故障的可能性較大,此時車輛有可能會隨時熄火,所以必須立刻至最近的保養廠檢修,以免造成交通事故。但如果是指示燈忽亮忽暗,低速運轉時亮起,一踩油門指示燈就熄滅,此時就應該是電瓶蓄電量不足囉。

 

已臻完美,何需苛求!

56不能亡(lulala5566)

2018/12/03 01:13:50

發文

#6055695 IP 251.193.*.* 無任何修改 檢舉這篇文章

我完全看不完....有沒有重點濃縮啊

Super(eric.huang.1968)

2018/12/03 03:54:12

發文

#6055700 IP 39.8.*.* 修改過 1 次 (顯示最近5筆修改紀錄) 檢舉這篇文章

2018/12/03 04:03:10

發文IP 39.8.*.*

回應 lulala5566(56不能亡)所寫

 

我完全看不完....有沒有重點濃縮啊

現在的國中9年級好像有教電學,我也是看第二次才有懂一點點,

嘗試濃縮如下:

1. 冷車時,電瓶電壓在12.6V以上,表示電瓶是健康 & 滿電狀況的。

2. 冷車時,電瓶電壓在12.0V以下,最好用充電器充個三小時後,再觀察冷車電壓。若電壓沒上來,電瓶可能快壞了。

3. 發動時,電壓在13.0V以上,表示發電機是健康,電壓在13.0V以下,最好用檢查發電機

就醬,樓下請補充。

回應 lulala5566(56不能亡)所寫

 

我完全看不完....有沒有重點濃縮啊

現在的國中9年級好像有教電學,我也是看第二次才有懂一點點,

嘗試濃縮如下:

1. 冷車時,電瓶電壓在12.6V以上,表示電瓶是健康 & 滿電狀況的。

2. 冷車時,電瓶電壓在12.0V以下,最好用充電器充個三小時後,再觀察冷車電壓。若電壓沒上來,電瓶可能快壞了。

3. 發動時,電壓在13.0V以上,表示發電機是健康,電壓在13.0V以下,最好用檢查發電機

就醬,樓下請補充。

P.S.

去年10月,我有遇過發電機不良,車子充了兩天一夜,周一才開著"滿電"的電瓶去修發電機。當下看著電壓從12點多伏一值下降,撐到修車廠。車上ECU等都沒有壞,很幸運。😀

已臻完美,何需苛求!
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