第四节 蓄电池的充电
一、充电设备
蓄电池是直流电源，必须用直流电源对其进行充电。充电时，充电电源的正极接蓄电池的正极，充电电源的负极接蓄电池的负极。汽车上的充电设备是由发动机驱动的交流发电机。补充充电多采用硅整流充电机、晶闸管整流充电机和智能充电机等。
二、充电方法
1.恒压充电
恒压充电是指充电过程中，充电电源电压保持恒定的充电方法。恒压充电的接线方法如图2-10所示。恒压充电的特性曲线如图2-11所示。若充电电压过高，将导致过充电；充电电压过低，将导致充电不足。一般单格电池充电电压选为2.5V。
图2-10 恒压充电的接线方法
图2-11 恒压充电的特性曲线
在恒压充电初期，充电电流较大，4～5h内即可达到额定容量的90%～95%，因而充电时间较短，而且不需要照管和调整充电电流，适用于补充充电。由于充电电流不可调节，所以不适用于初充电和去硫化充电。
2.恒流充电
指充电电流保持恒定的充电方法。广泛用于初充电、补充充电和去硫化充电等。恒流充电的接线方法如图2-12所示。恒流充电的特性曲线如图2-13所示。为缩短充电时间，充电过程通常分为两个阶段。第一阶段采用较大的充电电流，使蓄电池的容量得到迅速恢复，当蓄电池电量基本充足，单格电池电压达到2.4V，开始电解水产生气泡时，转入第二阶段，将充电电流减小一半，直到电解液密度和蓄电池端电压达到最大值且在2～3h内不再上升，蓄电池内部剧烈冒出气泡时为止。恒流充电的适应性强，可任意选择和调整充电电流的大小，有利于保持蓄电池的技术性能和延长使用寿命，其缺点是充电时间长，要经常调节充电电流。
图2-12 恒流充电的接线方法
图2-13 恒流充电的特性曲线
3.脉冲快速充电
脉冲快速充电必须用脉冲快速充电机进行，其充电电流波形如图2-14所示。脉冲快速充电的过程是，先用0.8～1倍额定容量的大电流进行恒流充电，使蓄电池在短时间内充至额定容量的50%～60%，当单格电池电压升至2.4V，开始冒气泡时，由充电机的控制电路自动控制，开始脉冲快速充电，首先停止充电25ms（称为前停充），然后再放电或反向充电，使蓄电池反向通过一个较大的脉冲电流（脉冲深度一般为充电电流的1.5～3倍，脉冲宽度为150～1000μs），然后再停止充电40ms（称为后停充），以后的过程为，正脉冲充电-前停充-负脉冲瞬间放电-后停充-正脉冲充电……循环进行，直至充足电。脉冲快速充电的优点是充电时间可大大缩短（新蓄电池充电仅需5h，补充充电需1h）。缺点是对蓄电池的寿命有一定的影响，并且脉冲快速充电机结构复杂，价格昂贵，适用于电池集中、充电频繁、要求应急的场合。下列蓄电池不能进行快速脉冲充电。
图2-14 脉冲充电的电流波形
①未使用过的新蓄电池。
②液面高度不正常的蓄电池。
③各单格电解液密度不均匀的蓄电池，各单格电压差大于0.2V。
④电解液浑浊并且带褐色（极板活性物质脱落）。
⑤极板硫化。
⑥当充电时电解液温度超过50℃的蓄电池。
三、充电种类
1.初充电
指对新的或更换极板后的蓄电池进行的第一次充电，其操作步骤如下。
①按蓄电池制造厂的规定和本地区的气温条件，加注一定密度的电解液（加注前，电解液温度不得超过30℃），放置4～6h，使极板浸透，并调整液面高度至规定值。
②将蓄电池的正、负极分别与充电机的正、负极相连。
③采用两阶段恒流充电法充电时，第一阶段充电电流为额定容量的1/15，待电解液中有气泡冒出、单格电池电压达2.4V时，转入第二阶段，将电流减小一半，直至蓄电池充足电为止。充电过程中应注意测量电解液的温度，当温度超过40℃时，应将电流减半，如温度继续上升达45℃时，应停止充电，待冷却至35℃以下时再充电。
④充好电的蓄电池应检查电解液的密度，如不符合规定，应用蒸馏水或1.4g/cm3的稀硫酸进行调整，并调整液面高度至规定值。调整后，再充电2h，直到电解液密度符合规定为止。不同型号铅蓄电池的初充电电流值见表2-5。
表2-5 不同型号铅蓄电池的初充电电流值
蓄电池的首次充电称为初充电，初充电对蓄电池的使用寿命和电荷容量有很大的影响。若充电不足，则蓄电池电荷容量不高，使用寿命也短；若充电过量，则蓄电池电气性能虽然好，但也会缩短它的使用寿命，所以新蓄电池要小心谨慎地进行初充电。对于干荷电铅蓄电池，按使用说明书，在规定的2年储存期内，只要加入规定密度的电解液搁置15min，不需要充电即可投入使用。但是，如果储存期超过2年，由于极板上有部分氧化，为了提高其电荷容量，使用前应进行补充充电，充电5～8h后再用。
2.补充充电
补充充电是指对使用中的蓄电池在无故障的前提下，为保持或恢复其额定容量而进行的正常的保养性充电。一般汽车用蓄电池应每隔1～2个月从车上拆下来进行一次补充充电。使用中，如发现下列现象之一时，必须及时进行补充充电。
①电解液密度降至1.15g/cm3以下时。
②冬季放电量超过25%，夏季超过50%时。
③前照灯灯光比平时暗淡，启动无力时。
④单格电池电压降到1.70V以下时。
补充充电可采用恒压充电或两阶段恒流充电。汽车上的蓄电池采用恒压充电法充电；充电间多采用两阶段恒流充电法充电。采用两阶段恒流充电法进行补充充电时，应先用C20/10的电流进行充电，当单格电池电压达到2.4V以上时，改用C20/20的电流充电至充足为止。不同型号铅蓄电池的补充充电电流值见表2-5。
有些驾驶员常忽视对在用车蓄电池的补充充电。由于蓄电池在车上充电不彻底，易造成极板硫化；同时，在使用中充、放电的电量是不平衡的，倘若放电大于充电而使蓄电池长期处于亏电状态，蓄电池极板就会慢慢硫化。这种慢性硫化，会使蓄电池电荷容量不断降低，直到启动无力，大大缩短蓄电池的使用寿命。为使蓄电池极板上的活性物质及时得到还原，减少极板硫化，提高蓄电池电荷容量，延长其使用寿命，对在用车蓄电池应定期进行补充充电。
3.间歇过充电
间歇过充电是为了避免使用中的铅蓄电池极板硫化的一种预防性充电，汽车用铅蓄电池应每隔3个月进行一次。充电方法是，先按补充充电的方法将蓄电池充足电，停歇1h后，再以减半的充电电流值进行过充电至沸腾，再停歇1h后，重新接入充电，如此反复，直到蓄电池刚接入充电时，立即沸腾为止。
蓄电池经常过量充电，即使充电电流不大，但电解液长时间“沸腾”，除了活性物质表面的细小颗粒易于脱落外，还会使栅架过分氧化，造成活性物质与栅架松散剥离。
4.循环锻炼充电
循环锻炼充电是为防止铅蓄电池极板钝化而进行的保养性充电。铅蓄电池使用中常处于部分放电的状况，参加化学反应的活性物质有限，为避免活性物质长期不工作而收缩，每隔3个月进行一次循环锻炼充电。充电方法是，先按照补充充电或间歇过充电方法将铅蓄电池充足电，再用20小时率的电流连续放电至单格电池电压降为1.75V为止，其容量降低不得大于额定容量的10%，否则，应进行充、放电循环，直至容量达到额定容量的90%为止，方可使用。
5.去硫化充电
去硫化充电是消除铅蓄电池极板轻度硫化的一种排故性充电。充电方法和步骤如下。
①将铅蓄电池按20h放电率，放电至单格电池电压降至1.75V为止。
②倒出电解液，用蒸馏水反复冲洗几次，然后加入蒸馏水至规定的液面高度，用初充电的第二阶段充电电流进行充电，当电解液密度增大到1.15g/cm3时，再将电解液倒出，加入蒸馏水，继续充电，反复多次，直至电解液密度不再上升为止。
③换用正常密度的电解液，按初充电方法将蓄电池充足电。
④用20h放电率放电，检查容量，若其输出容量可达额定容量的80%以上，则可装车使用；若达不到，应更换蓄电池或修理。