呂玉林，焦治國(guó)，劉軍中，潘 花

（安徽江淮汽車(chē)集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230601）

1 蓄電池虧電

蓄電池，現(xiàn)代汽車(chē)必不可少的一部分，蓄電池種類(lèi)繁多，本文主要討論傳統(tǒng)燃油汽車(chē)使用的用于車(chē)輛起動(dòng)的免維護(hù)鉛酸蓄電池。它是一種將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，屬于直流電源，如圖1所示。它的作用有：①起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，提供強(qiáng)大的起動(dòng)電流；②當(dāng)發(fā)電機(jī)過(guò)載時(shí)，協(xié)助發(fā)電機(jī)向車(chē)輛電器設(shè)備供電；③調(diào)節(jié)整車(chē)電壓穩(wěn)定的作用；④儲(chǔ)存電量。

圖1 免維護(hù)蓄電池

對(duì)于乘用車(chē)車(chē)型，普通起動(dòng)用蓄電池滿(mǎn)電電壓一般12.75V，當(dāng)電池電壓下降到12.2V時(shí)，電量約為50%，此時(shí)定義為虧電；當(dāng)電池電壓下降到11.8V時(shí)，電量約為20%，此時(shí)定義為嚴(yán)重虧電，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)起動(dòng)困難。低于11.8V時(shí)，電池內(nèi)部已損壞，電池必須報(bào)廢了。表1更加清楚地說(shuō)明了蓄電池電壓與電量的狀態(tài)。

表1 蓄電池電壓與電量狀態(tài)說(shuō)明

2 蓄電池虧電影響及原因

起動(dòng)用蓄電池，顧名思義，主要功能是用于起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，一旦虧電嚴(yán)重，將導(dǎo)致車(chē)輛無(wú)法起動(dòng)，影響車(chē)輛使用。虧電的原因大致可以分為幾類(lèi)。

1）蓄電池內(nèi)部有損壞，不蓄電。電池制造缺陷、達(dá)到使用壽命或使用維護(hù)不當(dāng)?shù)榷紩?huì)導(dǎo)致蓄電池?fù)p壞，不能儲(chǔ)存電量，對(duì)此類(lèi)已損壞蓄電池必須更換處理。

2）蓄電池短時(shí)間過(guò)度放電。①車(chē)輛熄火狀態(tài)，過(guò)度使用車(chē)輛用電設(shè)備，如空調(diào)、前照燈、音響等，蓄電池電量快速釋放，導(dǎo)致虧電；②車(chē)輛鎖車(chē)后，因個(gè)別用電設(shè)備未關(guān)閉，導(dǎo)致持續(xù)消耗電池電量，最終導(dǎo)致虧電；③車(chē)輛因零部件問(wèn)題無(wú)法起動(dòng)，用戶(hù)未能覺(jué)察到問(wèn)題存在，而頻繁起動(dòng)，導(dǎo)致虧電。

3）蓄電池長(zhǎng)時(shí)間慢放電。①蓄電池儲(chǔ)存時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，緩慢自放電，未及時(shí)充電；②車(chē)輛長(zhǎng)時(shí)間不用，車(chē)輛自身靜態(tài)電流過(guò)度消耗蓄電池電量，導(dǎo)致虧電。

4）不能及時(shí)補(bǔ)充電量。因發(fā)電機(jī)故障或線(xiàn)路連接不良，導(dǎo)致蓄電池不能補(bǔ)充本應(yīng)來(lái)自發(fā)電機(jī)的電量，導(dǎo)致車(chē)輛使用過(guò)程中，蓄電池電量被耗盡。

3 虧電的預(yù)防及措施

明確的蓄電池?fù)p壞或發(fā)電機(jī)故障導(dǎo)致的蓄電池虧電，不做重點(diǎn)論述，這里討論的虧電預(yù)防及措施主要針對(duì)設(shè)計(jì)預(yù)防和蓄電池存儲(chǔ)、調(diào)試、使用的管控。

3.1 車(chē)輛設(shè)計(jì)階段的虧電預(yù)防及措施

3.1.1 靜態(tài)電流設(shè)計(jì)

車(chē)輛電氣電子化功能不斷豐富，用電部件增多，且很多控制器需要有記憶功能，比如車(chē)身控制器、組合儀表、車(chē)聯(lián)網(wǎng)控制器等。車(chē)輛鎖閉后，整車(chē)所有控制器進(jìn)入休眠狀態(tài)，需要記憶功能的控制器低功耗運(yùn)行，低功耗運(yùn)行電流即靜態(tài)電流，整車(chē)靜態(tài)電流一般應(yīng)小于20mA。

在設(shè)計(jì)階段，首先確定整車(chē)靜態(tài)電流目標(biāo)值，然后分解給各控制器，明確各控制器靜態(tài)電流目標(biāo)值?？刂破黛o態(tài)電流經(jīng)驗(yàn)證滿(mǎn)足目標(biāo)要求，則通過(guò)；如果經(jīng)多方案設(shè)計(jì)仍不能達(dá)成目標(biāo)，則重新調(diào)整該控制器的目標(biāo)值，但要確保整車(chē)靜態(tài)電流目標(biāo)值達(dá)成。設(shè)計(jì)驗(yàn)證流程圖如圖2所示。

圖2 整車(chē)靜態(tài)電流設(shè)計(jì)流程圖

車(chē)輛制造環(huán)節(jié)，應(yīng)制定控制計(jì)劃，設(shè)定檢測(cè)頻次，監(jiān)測(cè)整車(chē)靜態(tài)電流符合情況。

出口到較遠(yuǎn)國(guó)家的車(chē)輛，一般海運(yùn)40多天，車(chē)輛到港后會(huì)有部分車(chē)輛無(wú)法起動(dòng)情況，主要原因是靜態(tài)電流消耗電量，導(dǎo)致蓄電池虧電。目前較為成熟的設(shè)計(jì)是增加海運(yùn)短路器或海運(yùn)熔斷器，運(yùn)輸時(shí)拔出海運(yùn)短路器或海運(yùn)熔斷器，切斷非必要控制器電源，僅保留起動(dòng)和行駛相關(guān)控制器電源，降低整車(chē)靜態(tài)電流，有效解決靜態(tài)電流引起的虧電問(wèn)題。海運(yùn)短路器參照?qǐng)D3。

圖3 海運(yùn)短路器示意圖

3.1.2 節(jié)電設(shè)計(jì)

車(chē)輛在熄火狀態(tài)，如果某一個(gè)電子電器件不休眠或長(zhǎng)時(shí)間消耗電量，必然導(dǎo)致蓄電池虧電，節(jié)電設(shè)計(jì)就是要在車(chē)輛熄火后最大限度降低電量消耗，分為電器件休眠設(shè)計(jì)和強(qiáng)制切斷電源設(shè)計(jì)。

休眠設(shè)計(jì)主要針對(duì)車(chē)載控制器，當(dāng)車(chē)輛閉鎖后，所有控制器30s后進(jìn)入休眠狀態(tài)，通過(guò)對(duì)靜態(tài)電流檢測(cè)，可以判定休眠是否正常。

對(duì)于室內(nèi)照明燈、位置燈、背景燈等部件，當(dāng)車(chē)輛熄火后，如果這些燈光沒(méi)有關(guān)閉，長(zhǎng)時(shí)間點(diǎn)亮，會(huì)導(dǎo)致蓄電池快速虧電，因此需要進(jìn)行強(qiáng)制切斷電源設(shè)計(jì)。識(shí)別這些車(chē)輛熄火后仍需工作的電器設(shè)備，通過(guò)節(jié)電設(shè)計(jì)，設(shè)定工作時(shí)長(zhǎng)，達(dá)到工作時(shí)長(zhǎng)后強(qiáng)行關(guān)閉這些用電設(shè)備。例如，熄火后尾門(mén)由關(guān)閉到打開(kāi)狀態(tài)，行李廂燈點(diǎn)亮提供照明，關(guān)閉尾門(mén)，行李廂燈熄滅；如果尾門(mén)再次打開(kāi)后忘記關(guān)閉或未關(guān)閉到位，則行李廂燈持續(xù)工作，當(dāng)點(diǎn)亮?xí)r間等于T1時(shí)，整車(chē)控制器強(qiáng)制切斷行李廂照明燈電源，行李廂燈立即熄滅，車(chē)輛轉(zhuǎn)為節(jié)電狀態(tài)，圖4是該節(jié)電設(shè)計(jì)的時(shí)序圖。通過(guò)節(jié)電設(shè)計(jì)可以有效降低蓄電池虧電的發(fā)生。

圖4 行李廂燈節(jié)電設(shè)計(jì)時(shí)序圖

3.2 車(chē)輛制造過(guò)程的虧電預(yù)防及措施

3.2.1 入廠電壓控制

因蓄電池自放電及運(yùn)輸過(guò)程、儲(chǔ)存時(shí)間問(wèn)題，要求蓄電池入廠全部滿(mǎn)電是不符合實(shí)際的，同時(shí)考慮到后續(xù)的車(chē)輛調(diào)試、靜置、存儲(chǔ)等環(huán)節(jié)的電量消耗，要求入廠蓄電池靜態(tài)電量大于等于90%，即電壓大于等于12.67V，參見(jiàn)表2和圖5所示蓄電池電量與電壓關(guān)系圖。且要求存放的有效時(shí)間不大于4周，并做好蓄電池倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)的電量維護(hù)工作。蓄電池電量與電壓關(guān)系曲線(xiàn)根據(jù)各廠家蓄電池特性確定，文中曲線(xiàn)圖僅為一示例。

表2 電量與電壓關(guān)系表（25℃）

圖5 蓄電池電量與電壓關(guān)系曲線(xiàn)

3.2.2 調(diào)試過(guò)程控制

汽車(chē)下線(xiàn)后需要對(duì)電器功能進(jìn)行調(diào)試返修，在調(diào)試過(guò)程中，尤其返修過(guò)程中會(huì)消耗電池電量，過(guò)程中不注意管控，電池電壓在交付入庫(kù)時(shí)偏低，會(huì)影響蓄電池壽命，影響車(chē)輛的使用。

根據(jù)產(chǎn)線(xiàn)規(guī)劃、資金投入、調(diào)試方式等不同，蓄電池電量過(guò)程控制可有不同的方法，在此介紹兩種。

方法一是車(chē)輛調(diào)試過(guò)程采用專(zhuān)用的調(diào)試電源。這種方法需要在汽車(chē)調(diào)試生產(chǎn)線(xiàn)設(shè)計(jì)時(shí)做好規(guī)劃，整條調(diào)試線(xiàn)統(tǒng)一電源供電，每個(gè)調(diào)試工位設(shè)置一組電源線(xiàn)，車(chē)輛調(diào)試前，將電源線(xiàn)連接到車(chē)輛上，這樣整個(gè)調(diào)試過(guò)程不消耗蓄電池電量。這種方法初期投入大，但后期蓄電池的電量管控非常好。

方法二是車(chē)輛交付前對(duì)不達(dá)標(biāo)的蓄電池更換充電。這種方法是車(chē)輛下線(xiàn)后正常調(diào)試，入庫(kù)前檢查蓄電池電壓，當(dāng)電壓低于某一標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，將蓄電池更換，更換下來(lái)的蓄電池送至專(zhuān)設(shè)充電場(chǎng)地進(jìn)行充電備用。該方法需要大量的檢測(cè)工作，且在調(diào)試過(guò)程中做好用電控制，降低更換蓄電池的數(shù)量。比如，①養(yǎng)成良好的節(jié)能習(xí)慣，休息、午餐等非調(diào)試時(shí)間，關(guān)閉用電設(shè)備，關(guān)閉車(chē)輛；②下發(fā)控制計(jì)劃做好明確規(guī)定，避免頻繁起動(dòng)車(chē)輛；③維修耗時(shí)超過(guò)半小時(shí)，需要監(jiān)測(cè)蓄電池電壓；④存放超過(guò)4周車(chē)輛，需安排對(duì)其蓄電池電壓進(jìn)行檢測(cè)，并按規(guī)定進(jìn)行充電或更換等。

3.3 車(chē)輛銷(xiāo)售環(huán)節(jié)的虧電預(yù)防及措施

3.3.1 售前管控

售前管控主要在車(chē)輛倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)，在運(yùn)輸或者庫(kù)存期間須通過(guò)適當(dāng)?shù)氖侄危ū热绮鸬糌?fù)極連接線(xiàn)）讓蓄電池電量>50%，入庫(kù)車(chē)輛存放超過(guò)4周及以后每4周，需對(duì)蓄電池電壓進(jìn)行全檢，不合格車(chē)輛蓄電池按規(guī)定進(jìn)行充電或更換，確保交給用戶(hù)的車(chē)輛蓄電池處于良好狀態(tài)。

3.3.2 售后處置

蓄電池虧電導(dǎo)致的直接問(wèn)題就是無(wú)法起動(dòng)，服務(wù)人員接到客戶(hù)求援后，一是幫著客戶(hù)起動(dòng)車(chē)輛，還應(yīng)詢(xún)問(wèn)、檢查可能導(dǎo)致虧電的原因，這些可以包含：是否長(zhǎng)時(shí)間未用車(chē)、是否有未關(guān)閉的用電器、是否改裝了其它用電器、檢查靜態(tài)電流是否超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)、電池是否損壞等。二是告知客戶(hù)避免導(dǎo)致蓄電池虧電的注意事項(xiàng)，如改裝車(chē)輛需要到專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)，改裝完后檢測(cè)靜態(tài)電流大?。徊灰诎l(fā)動(dòng)機(jī)熄火狀態(tài)下長(zhǎng)時(shí)間聽(tīng)音樂(lè)；車(chē)輛不要久置不用，長(zhǎng)時(shí)間不用車(chē)，可以拆掉蓄電池負(fù)極線(xiàn)等。

4 結(jié)論

車(chē)輛無(wú)法起動(dòng)的一個(gè)主要因素是蓄電池虧電，本文期望從車(chē)輛的設(shè)計(jì)、制造、銷(xiāo)售3個(gè)環(huán)節(jié)提供預(yù)防和解決措施，降低無(wú)法起動(dòng)問(wèn)題的發(fā)生，給客戶(hù)更好的用車(chē)體驗(yàn)。