研究公司和行业协会报告称,现代汽车中启动电池的故障率有所增加。使用寿命短于预期的原因归咎于车载技术系统会消耗高电流并防止电池充满电。其他故障是在炎热气候下驾驶时发生的与热有关的应力。不到 7% 的报告问题是由工厂缺陷引起的
电池故障部分受驾驶习惯、辅助负载的自由使用、炎热的气候条件、启停和电池安装的影响。有时,电池故障可能是由于电池极柱上导电材料的积聚引起离子放电。始终保持电池顶部和接线柱清洁。这也适用于存放电池。
即使在最佳条件下,优质电池也会老化,这表现为容量逐渐下降。启动电池的常见故障包括:
随着使用自然发生的容量损失被说明为岩石的堆积。容量和 CCA 不相关。
起动机电池最常见的规格是 CCA,代表冷启动电流。电池还指定容量,以安培小时 (Ah) 或储备容量 (RC) 为单位标记的电存储容量。欧洲使用 Ah,而北美使用 RC
图 2显示了一个具有低 CCA 的电池,该电池在 1-2 年后因热故障而耗尽。一个典型的原因是腐蚀会增加电池内部电阻并降低 CCA。产能保持稳定,但由于 CCA 较低而无法交付。当 CCA 降至 50% 时更换电池。
症状:由于高内阻导致启动不良。故障模式是渐进的,并提供早期预警。测试方法:交流电导或阻抗读数器。当 CCA 降至 50% 时更换电池。
图 3显示了在维护良好的电池上 CCA 和容量的自然下降。由于容量低,而 CCA 仍在工作范围内,电池组最终将在成熟的老年时失效。当容量下降到启动发动机所需的容量水平以下时,就会出现“无法启动”。当容量下降到 40% 时,应更换启动电池。
症状:容量衰减被忽视,故障突然出现。检查容量作为预防性服务的一部分。测试方法:使用 Spectro™ 进行快速测试。不建议使用负载组完全放电。
启动器电池必须具有低内阻和足够的容量才能启动。通过在垂直轴上绘制 CCA 和在水平轴上绘制容量,CCA 和容量可以显示在二维表上。图 4展示了不同条件下的三个电池。
启动电池可能因热故障或容量衰减而失效。这两种故障都是永久性的,无法逆转。CCA与易于测量的内阻相关;容量反映了估计更复杂的能量存储。
电池测试仪应检查 CCA 和容量。CCA 和容量不相关。每个读数都是唯一的,其中容量的估计更复杂
为了研究故障模式,一家德国豪华汽车制造商测试了 175 个启动电池。图 5绘制了这个持续六个月的广泛测试的容量和 CCA。热失效电池被排除在外。
大多数电池通过容量线;很少有人因为 CCA 低而失败。测试电池安装在后备箱中,并在温和的气候下行驶。
注:测试由一家德国豪华汽车制造商完成。热损坏的电池被排除在外。测试方法:容量和CCA根据DIN和IEC标准进行测试。
如图所示,大多数电池通过绿色区域左侧的容量线。很少有人通过CCA 线路掉线而失败。在没有能力估计容量的情况下,具有高 CCA 的电池通过得很好,只是因为容量低而在路上失败。同时,错误地更换了好的电池。仅 CCA 无法预测电池寿命的结束。CCA 往往保持高位,而容量可预测地下降。图6说明了 20 个老化电池的这种现象。
启动器电池不能单独通过 CCA 进行测试,因为正常老化电池的读数往往会保持较高水平,而容量会随着年龄的增长而下降。
测试方法: CCA采用Spectro CA-12;根据 BCI 标准,通过应用完全放电,使用 Agilent 负载箱测量容量。
Spectro CA-12 是一款电池快速测试仪,能够估算 12V 启动电池的 CCA、容量和 SoC。CCA 范围为 100–1,200A,容量范围为 30–105Ah 或 RC 60–210 分钟。
要测试启动器电池,请在富液和 AGM 之间进行选择,然后输入 CCA 和以安培小时 (Ah) 或储备容量 (RC) 为单位的容量额定值。电池的最小 SoC 应为 50%。测试时间为 15 秒。
有关电池测试方法的更多信息
注意: Spectro CA-12 目前仅供原始设备制造商 (OEM) 使用
Spectro 使用多模型电化学阻抗谱 (Spectro ™ )。这是电化学阻抗谱 (EIS)的进一步发展,该技术已使用多年。非侵入式测试以多个频率扫描电池以生成奈奎斯特图。奈奎斯特信息经过过滤并叠加到电化学模型上,以得出电池健康状态 (SoH)。Nyquist分析适用于测试铅酸和锂离子电池。
这是第一个使用“多模型 EIS”技术来估计电池健康状态的商业应用。Spectro CA-12 也是市场上唯一能够即时估算容量的仪器。
在医学术语中,Spectro™ 可以比作现代 CAT 扫描。传统的 X 光机只能反映骨骼的阴影轮廓,而应用于电池的 Spectro™ 技术可以看到医生所说的软组织。电池科学家预测,高级电池诊断正倾向于使用复杂建模的 EIS 技术。