黃進

中國民航飛行學(xué)院機務(wù)處，四川 廣漢 618307

航空鉛酸蓄電瓶常用維護術(shù)語解析

黃進

中國民航飛行學(xué)院機務(wù)處，四川 廣漢 618307

引言

鉛酸蓄電瓶具有電動勢高、內(nèi)電阻小、放電電壓平穩(wěn)、制作工藝簡單、造價低、便于維護等優(yōu)點，比較適應(yīng)輕型飛機發(fā)動機啟動時大電流放電的需要，目前，在通用航空輕型飛機上已得到了很廣泛的應(yīng)用。

由于對電瓶不正確的維護，使電瓶使用壽命大大縮短，也經(jīng)常發(fā)生由于電瓶的原因，導(dǎo)致發(fā)動機不能正常啟動、飛機空中斷電、電瓶漏液等故障現(xiàn)象，影響了飛機的正常運行和飛行安全。如何更好地規(guī)范電瓶的日常維護工作，已成為各維修單位競相研究的課題。

現(xiàn)各維修單位從事電瓶維護的人員，大都沒有經(jīng)過專業(yè)系統(tǒng)的理論培訓(xùn)，存在年齡偏高、文化水平低的特點，對維護工作中或技術(shù)資料中所涉及的一些關(guān)鍵性名詞術(shù)語，不能正確地理解，影響了電瓶維護程序的有效實施。

1 荷電式鉛酸蓄電瓶

英文名稱:“Charged lead-acid Battery”

解析:荷電式鉛酸蓄電瓶，是指在交付用戶前，電瓶極板在工廠里已完成了初充電，此時極板是處于充電狀態(tài)的電瓶。

在飛機上常使用到的荷電式鉛酸電瓶主要有以下幾類:

1.1 干荷電式蓄電瓶

電瓶極板在工廠里全充電后并干燥處理，出廠時是沒有裝入電解液的。用戶在使用時，電瓶需要激活，在灌充電解液后并進行較長時間的初充電，才可裝機正常使用。

1.2 濕荷電式蓄電瓶

電瓶在工廠里已完成全充電，出廠時只有少量電解液吸附在板板和隔膜中。用戶在使用時，只需灌充電解液后即可裝機使用，不需初充電。

1.3 免維護式蓄電瓶

電瓶在工廠里已完成全充電，出廠時已裝入全部電解液。用戶在使用時，不需灌充電解液，但必須完成補充充電后才可裝機使用。

2 充電狀態(tài)

英文名稱:“State of charge”

解析:“充電狀態(tài)”，是指電瓶的荷電狀態(tài)，反映的是電瓶充電程度。

電瓶在在充電結(jié)束后與裝機前，都應(yīng)完成對此項參數(shù)的檢查。以美國GILL公司24V電瓶為例，其測量方法主要有以下兩種:

2.1 電壓測量方式

見圖1。

圖1 24V電瓶開路電壓與充電狀態(tài)關(guān)系曲線

當(dāng)電瓶復(fù)充電完成后，應(yīng)先放置4小時，然后測量電瓶的開路電壓，若其電壓值大于26V，表明電瓶已滿充，充電狀態(tài)已為100%，否則應(yīng)重新充電。

但應(yīng)注意，“充電狀態(tài)”并不能表明電瓶的實際“可用容量”。例如:對于一個快到壽的電瓶，當(dāng)電瓶充滿后，其開路電壓近似為26.0V，但其實際容量卻可能只有額定容量的80% 。

所以在電瓶裝機前，不是通過測量其“充電狀態(tài)”來判斷電瓶的“可用狀態(tài)”。而是應(yīng)使用一個10A的負載表來測量電瓶帶負載后的實際工作電壓，若≥24.5V，才能裝機使用。這樣才能保證電瓶在裝機使用期間，能給電氣負載正常提供足夠的能量。

2.2 比重測量方式

見表1。

在電瓶充電過程中，應(yīng)每隔一小時測量電解液的比重，若連續(xù)三個小時所測量的電解液比重都穩(wěn)定在同一數(shù)值時，則表明電瓶已滿充，充電狀態(tài)已為100%，可停止充電。

通常，當(dāng)測量的電解液比重按溫度補償計算后，其數(shù)值若在1.275～1.300范圍內(nèi)，則表明電瓶已達到滿充狀態(tài)；若在1.200～1.240范圍內(nèi)，則表明電瓶充電量太小，不能給大負載提供足夠的能量，還必須繼續(xù)或重新充電；若在1.260左右，雖然電瓶沒有達到充滿狀態(tài)，但可以滿足對正常負載的供電，仍可繼續(xù)裝機使用。

但必須指出，比重的大小并不是在任何情況下，都能真實地反映出電瓶的充電狀態(tài)。例如:對于一個已放了電的電瓶，先取出一部份電解液，然后再加入高比重（如1.500）的電解液，此時測量的電解液比重有可能會＞1.280，但這并不能表明電瓶已充好電。

表1 24V電瓶電解液比重與充電狀態(tài)對應(yīng)表

3 補充充電

英文名稱:“Boost Charge”

解析:“補充充電”，是指電瓶實際“充電狀態(tài)”已接近于滿充，在電瓶裝機前仍需進行補充充電。

對于常用的干荷電式蓄電瓶，應(yīng)采用恒流充電方式進行補充充電，而對于免維護式蓄電瓶，則應(yīng)采用恒壓充電方式進行補充充電。其充電時間都較短，一般為1個小時左右。

在電瓶充電時，還應(yīng)注意“補充充電”與另外兩個名詞在實際應(yīng)用上的區(qū)別:“涓流充電”與“浮充充電”。

3.1 涓流充電（Trickle Charge）

指的是以一個較小的電流值（＜1A）對電瓶進行持續(xù)充電。主要用于深度放電電瓶與硫酸鹽化電瓶的恢復(fù)。

特點是:為恒流充電方式，充電時間較長，一般為2倍容時。若電瓶容量為20AH，其充電時間計算如下:

2×20Ah＝40Ah

若選用1A的充電電流，則充電時間應(yīng)為:

40Ah÷1A＝40h

3.2 浮充充電（Float Charge）

指的是電瓶長期連續(xù)保持在一個恒壓狀態(tài)下進行充電，可對電瓶自放電損失進行足夠的補償。電瓶在裝機使用期間，都處于此充電方式。

特點是:當(dāng)飛機發(fā)電機供電中斷時，電瓶即可擔(dān)負起飛機重要負載應(yīng)急供電任務(wù)，以確保飛機關(guān)鍵設(shè)備能正常工作，保證飛行安全。而且電瓶在供電線路中還起到平滑濾波的作用。電瓶與電容器一樣，具有充放電作用，因而對交流成分有旁路作用，這樣，送至負載的脈動成分進一步減少，從而保證了負載設(shè)備對電壓的要求。

4 過充

英文名稱:“Over Charge”

解析:“過充”，是指電瓶充電時，活性物質(zhì)已全部轉(zhuǎn)換成充電狀態(tài)后，還繼續(xù)給電瓶充電。換句話說，就是當(dāng)電瓶已達到100%的充電狀態(tài)后，還以較高的電壓對電瓶進行長時間的持續(xù)充電。

電瓶經(jīng)常“過充”，對電瓶性能及電瓶壽命都有較大的不利影響:導(dǎo)致活性物質(zhì)的退化，加速柵格的腐蝕，對正極板產(chǎn)生侵蝕，電解液成分也會被破壞，降低水中氫和氧的組成。

當(dāng)電瓶選用恒流充電方式時，若對充電電壓與充電時間控制不好，就易使電瓶出現(xiàn)過充，這就是裝機使用電瓶要優(yōu)先選用恒壓充電的原因。但恒壓充電方式也有缺陷，就是電瓶不易充滿。長時間的電瓶“充電不足”（Under Charge），會擴大電瓶的硫酸鹽化，降低電瓶性能，這種電瓶很難再進行充電。

所以，為了盡量避免電瓶出現(xiàn)“過充”，或“充電不足”的現(xiàn)象，維護人員針對不同的充電方式，應(yīng)注意以下各限制性要求:

4.1 恒流充電（Constant Current Charge）

指的是充電設(shè)備的輸出電流保持恒定，而充電電壓隨電瓶電勢的變化而不斷增大的一種充電方式。

（1）電瓶初充電應(yīng)選用恒流充電，因為恒壓充電不易充滿。

（2）電瓶充電前，應(yīng)預(yù)先設(shè)置好電壓關(guān)斷值或時間關(guān)斷值，及時終止充電，防止電瓶過充。電壓關(guān)斷值一般為33V（24V電瓶）或16.5V （12V電瓶）。時間關(guān)斷值一般為:初充電電瓶為8～12小時，復(fù)充電瓶為3～5小時。應(yīng)注意不同電瓶的充電時間，與電瓶本身電解液損失量、放電情況與充電電流都有關(guān)系。

（3）電瓶充電時，需用小電流（0.5A～5A）進行充電，以降低熱量，減小腐蝕，避免電瓶受到大電流的沖擊損害。

（4）恒流充電最好采用兩階段式充電方法:第一階段應(yīng)用較大的電流（2A～5A）進行充電，當(dāng)電瓶電壓上升至33V（24V電瓶）或16.5V（12V電瓶）時，再持續(xù)充電1小時就可轉(zhuǎn)入下一階段。第二階段應(yīng)用較小的電流（0.5A～1.5A）進行充電，當(dāng)連續(xù)三個小時所測量的電解液比重都穩(wěn)定在同一數(shù)值時，表明電瓶已滿充，可停止充電。

（5）判斷電瓶是否充滿，除了測量電瓶電壓或比重是否已穩(wěn)定外（只有微小的變化），還應(yīng)觀察電瓶所有的單元格是否都已均勻出氣。這點很重要。

4.2 恒壓充電（Constant Potential Charge）

指的是充電設(shè)備的輸出電壓保持恒定，而充電電流隨電瓶內(nèi)電阻的變化而不斷減小的一種充電方式。

（1）電瓶在裝機使用時，飛機供電系統(tǒng)一般都為恒壓源，給電瓶恒壓充電。

（2）當(dāng)裝機電瓶達到滿充狀態(tài)時，電瓶電壓等于飛機供電系統(tǒng)的供電電壓，充電電流會很小。若此時仍保持對電瓶的充電，也不會對電瓶造成損害。

（3）當(dāng)飛機在不同季節(jié)或溫度的情況下運行時，應(yīng)按表2所建議的電壓值，適時調(diào)整調(diào)壓器，使飛機供電系統(tǒng)能給電瓶提供適當(dāng)?shù)某潆婋娏?，保證電瓶能得到正確的充電。這是因為電瓶內(nèi)電阻的大小與溫度有關(guān)，若選用固定的充電電壓（如28.5V），當(dāng)在低溫環(huán)境下時，電瓶內(nèi)電阻較大，充電電流會很小，不能對電瓶進行充分的充電；當(dāng)在高溫環(huán)境下時，電瓶內(nèi)電阻較小，充電電流會很大，易使電瓶過充。

表2 所建議的調(diào)整電壓值

5 電瓶壽命

英文名稱:“Battery Life”

解析:“電瓶壽命”，是指當(dāng)電瓶已無足夠的活性物質(zhì)參與反應(yīng)，既不能正常充電，也不能正常放電，電瓶功能失效而終止使用或報廢。

電瓶是在灌充電解液后，才開始計算壽命。干荷電式鉛酸電瓶，壽命一般為3年；免維護式鉛酸電瓶，壽命一般為5年。但若在電瓶使用過程中，能使電瓶得到精心的維護，電瓶壽命是可以得到合理延長的。因為衡量電瓶是否到壽或可用的唯一標(biāo)準(zhǔn)是“電瓶容量”，雖然電瓶已使用到了廠家所建議的壽命時間，但此時所測得的電瓶容量值若為95%以上，此電瓶仍可以繼續(xù)放心使用。

電瓶壽命與電瓶的裝機可靠余度是相矛盾的，即電瓶使用時間越長，其裝機使用的可靠性就越差。特別是在飛機發(fā)電機供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障的情況下，當(dāng)電瓶作為應(yīng)急電源使用時，容易發(fā)生由于帶負載能力減弱，放電速度太快，而不能滿足飛機應(yīng)急供電時間的要求，使飛機空中斷電，影響飛行安全。

6 結(jié)語

隨著電瓶技術(shù)的不斷進步，在通用飛機上也逐漸選用閥控式免維護鉛酸蓄電瓶。所謂“免維護”，只是減少了一些日常檢查工作項目，并不能單一理解為電瓶不再需要進行正常的日常維護與管理。我們應(yīng)對這一新型電瓶在飛機上的使用情況，進行深入的研究和總結(jié)，發(fā)現(xiàn)其維護特點和規(guī)律，才能使電瓶隨時處于“健康”狀態(tài)，有效保證電瓶裝機使用的可靠性，保證飛行安全。

[1] 秦鳴峰.蓄電池的使用與維護 [M].化學(xué)工業(yè)出版社,2009

[2] 朱松然.鉛蓄電池技術(shù) [M].機械工業(yè)出版社,2002

[3] CONCORDE.AIRCRAFT BATTERY OWNER / OPERATOR MANUAL [P], 5-01764.2005

[4] GILL DRY-CHARGED LEAD-ACID BATTERY SERVICE MANUAL [P], Q01-1120.2005

Aviation lead-acid battery term resolution of commonly used in maintenance

Huang Jin
The Maintenance Department of Civil Aviation Flighto uf nCihvienras,iGtyu anghan Sichuan 618307

隨著鉛酸蓄電瓶在通用航空輕型飛機上的廣泛應(yīng)用，為了保證飛行安全，降低維護成本，各維修單位也越來越重視其日常維護工作，不斷完善和規(guī)范電瓶的維護程序。正確理解和掌握維護工作中所使用到的常用維護術(shù)語，糾正認識上的誤區(qū)，有助于維護人員能更好地完成電瓶日常維護工作。

航空鉛酸蓄電瓶；開路電壓；充電狀態(tài)；電瓶壽命

With the lead-acid battery in the general aviation light aircraft on the widely used, in order to ensure flight safety, reduce maintenance costs, more and more attention to the routine maintenance, constantly improve and standardize the battery maintenance procedures.Correct understand and master the term commonly used in maintenance, to correct some erroneous understanding, contribute to the maintenance personnel can better accomplish the routine battery maintenance.

aviation lead-acid batteries; open circuit voltage; charge; battery life

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.13.063

黃進，男，1969.8，工程師，本科。研究方向:通用航空適航維修技術(shù)與管理。