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蓄電池使用和維護

為了解決汽車 發 電機 電壓調整的問題，作者段萬普 這樣論述：

本書系統介紹了合理使用和有效維護蓄電池的知識,同時對鉛酸蓄電池和鋰離子電池使用中的維護工藝以及專用設備做了詳細說明。實踐證明,蓄電池的合理使用與維護,與現在流行的“免維護狀態”相比,可以得到成倍延長蓄電池使用壽命的經濟效益。 本書可供蓄電池設計、製造,新能源汽車動力電池使用和維護,以及相關控制電氣設計者參考。 段萬普，鄭州工程技術學院電動汽車實驗室，電動汽車專家、高級工程師，畢業于蘭州鐵道學院內燃機車專業。畢業後一直在昆明鐵路局廣通機務段做技術工作。曾先後出版數本圖書，發表70篇論文。現在鄭州工程技術學院電動汽車實驗室任副主任，從事延長蓄電池使用壽命的技術開發及電動汽車研

究工作。 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 / 1

23 　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 / 18

5 　　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 / 2

25 　　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