2017年10月31日 星期二

典型的動力電池充電不足、過放電、過充電三合一的惡性循環

 
因充電機缺相電池充電不足衍生的過放電與過充電的惡性循環之電池外觀

         此種三合一惡性循環的電池故障現象,通常是以充電不足或過放電為始因,後伴以過充電為果緣,直至最後是過放電與過充電相互交雜助勢,這尤以高頻率操作無備用電池的動力電池最易發生,尤其是當充電機故障或AC缺相時,必然導致此種結果。因為電池使用頻繁,所以電池出廠維修保養通常是已明顯使用時間急速縮短而不得不然的行動。然而,此時已喪失了電池再生修復的先機!
         為何充電不足與過放電會導致電池的過充電,其實這是鉛蓄電池的一簡單原理~硫酸鹽學說,不管是物理性脈衝機或是化學添加劑型皆源於此一學說實務開發出來的產品。電池充電不足與過放電所產生的硫酸鉛化未能電解還原,它形成了阻抗熱源、同時充電機必須以更大電流電勢才能將電池充飽,但是,事與願違,過大的電流使硫酸鉛化的極板產生溫升,因高溫硫酸鉛化極板的活性物質不僅無法還原,相反的內部正常的極板部分卻因為過充電與高溫產生,亦不可避免的產生硫酸鉛化。在充電不足與過放電的暫解初期,也就是起始的過充電現象,有較佳的電池性能~操作時間變長、更高的電池溫度、更短的補水頻率,然而,電池操作員只知道電池的好用而忽略了電池高溫高比重是癌化的病根!上舉KOBE/48V/400AH電池組圖片,此電池用於低溫三班制無備用電池,充飽電時溫度達56度C,比重換算值為1.310~1.350/20度C,有2槽電池為1.240與1.270,經初步放電測試,電池殘存容量只剩約30%左右,雖然,這組電池使用可能不超過3年,但也只有報廢一途。


電池充電不足、過放電、過充電三合一惡性循環圖片一景

 一個建議:
         1.當有充電機因AC缺相、整流子模組或其它因素故障及充電機搭配不當功率輸出過小產生的電池充電不足。2.電池容量太小、操作頻率過高、無備用電池、觀念錯誤經常性的深度過度放電等,這些結果最終都會導致三合一的惡性循環。而電池是否能夠修復往往是以電池使用頻率的高低、充電機故障電池有沒有一併處理為先決條件。因此,我們建議當有上述問題發生時,電池應詳細檢查不可輕忽,絕不可認為充電機修好就沒事或有備用電池因老化而不更新,最重要的一個觀念是不要超過80%的深度放電。深度的放電意味要以更大的電流、更長的時間回充、結果電池是更高的溫度這些都是電池的致命傷!淺層放電電池及時回充可保持電池極佳的性能與壽命,大部分的機械或電池設備廠商往往誤導客戶,只知其一不知其二,所謂充一次電就浪費一次壽命,所以客戶電池用到80%甚至是沒電重拖時再補充電,如此就不可避免的邁入三合一的惡性循環!在這裡我賣一個關子,在各種不同的作業環境與條件,電池充放電須要權宜性的配套對策,不可墨守成規,如果有人有興趣,我們再個別回應。

2017年10月24日 星期二

電池組不當使用實例~3

        這可是尚在使用中的電動堆高機電池組,不是報廢的電池!就一般而言,已報廢的電池組也少有用到如此境地。此電池不當使用實例造成的主要因素:
1.操作人員的素質~素質低落彰顯的就是無知!根本觀念不清,率性任意而為,有時自種惡因、災難臨頭都不知?這電池漏電短路是必然的,何時火燒車、電池爆炸完全在時間點而已!
2.管理制度的缺失~電池組不當使用不僅是資源浪費與經營效益的低落,還潛伏著工安事故的危險?主事者與當事人真的要都是認識不清,還真是企業經營的一顆不定時炸彈!


TOYOTA/7FB15車用電池組48V/400AH不當操作保養狀況圖片

2017年10月21日 星期六

TOYOTA/FBR10車用電池組KOBE/24V/VSFL390再生修復實例~3


10/20/1650經2階段添加PBR再生修復循環後停止充電,10/21/1250開路電壓為25.7V

1.在2017/10/17第一階段添加PBR再生修復循環放電測試後,電池容量由0%提升至約80%或以上,於1715再添加不同比例的PBR開始第二階段再生修復循環,10/20/1650停止。
2.10/21/1250電池開路電壓為25.7V、比重為1.300正負0.005、溫度25度C,於1300開始放電,起始電壓為24.0V,至1800停止,截止電壓為21.2V,溫度由25度C~29.5度C,累計放電時間5小時,放電電流量392AH,電池組容量依各槽電壓高低比例預估可達100%~110%或以上。
3.預計10/23充飽電後,比重略作調整,10/24之後即可交貨。
*以下為放電過程圖片及記錄表:
1300起始放電電壓24.0V、電流79.8A
1400放電電壓23.7V、電流78.9A
1500放電電壓23.3V、電流77.3A

1500放電電壓23.3V、電流79.4A
1600放電電壓22.8V電流78.3A









1600放電電壓22.8V電流79.1A
1700放電電壓22.3V、電流76.7A










1800放電截止電壓21.2V、電流76.1A
1700放電電壓22.2V、電流79.3A









10/21第2階段添加PBR再生修復循環後放電測試紀錄表



2017年10月17日 星期二

TOYOTA/FBR10車用電池組KOBE/24V/VSFL390再生修復實例~2

 
10.17.1430放電結束後再添加不同比例PBR,1715開始第二階段再生修循環

       自2017.10.12.1700起至10.17.1035止,故障的KOBE/24V390AH電池組經第一階段PBR再生修復後,容量已恢復70~80%以上,過程簡略說明如下:
1.自10.12.1700~10.17.1035止,添加PBR後以一定電流範圍內變換充電,比重上升至1.260~1.275/38度C,停止充電10分鐘後,開路電壓為25.8V。

2.自1045開始放電測試,起始放電電壓23.8V、電流90.7A、溫度38度C;1430停止放電,截止放電電壓21.6V、電流81A、溫度39.5度C。累計放電時間3.75小時、放電容量323AH、平均放電電流約86.1A,扣除虛增容量,容量占比可達70~80%以上。


時間     電壓     電流     溫度C

1045     23.8V   90.7A     38
1145     23.4V   87.7A     39以下
1245     22.9V   86.2A     39以下
1345     22.3V   83.8A     39
1430     21.6V   81.0A     39.5


+   1.977   1.980   1.977   1.984   1.977   1.976    ~1145
     1.833   1.848   1.828   1.849   1.821   1.823    ~1430

-    1.965   1.969   1.969   1.979   1.976   1.971     ~1145
     1.781   1.792   1.794   1.837   1.821   1.813     ~1430


*上為1145放電第一小時電壓,下為1430放電截止電壓,中間紀錄省略。

3.10.17.1715再添加不同比例PBR後,開始第二階段再生修復循環。


10.17.1045起始放電電壓23.8V、電流90.7A

1430放電截止電壓21.6V、電流81.0A


2017年10月16日 星期一

TOYOTA 7FB15 車用電池組48V/400AH除硫化維修

        TOYOTA 7FB15 車用電池組KOBE/48V/400AH除硫化維修、1槽電池短路更新。

2017.10.16入廠維修後外觀
2017.10.3入廠維修前外觀















10.5除硫化維修前放電測試紀錄表
10.5.1310除硫化維修前放電截止電壓



10.16.1410除硫化維修後放電截止電壓
10.6~10.11PBC自動除硫化維修過程














10.16.1040~1410除硫化維修後第2次放電測試紀錄表

2017年10月12日 星期四

TOYOTA/FBR10車用電池組KOBE/24V/VSFL390再生修復實例~1

1.電池組廠牌:日本KOBE
2.規格型號:VSFL390/24V/390AH/5HR
3.應用機型:TOYOTA/FBR10立式電動堆高機
4.出廠日期:2015.3.24
5.叫修日期:2017.10.12
6.故障原因:電池充電不足、過度放電重拖使用、電池失水硫酸鉛化等因而無法充電使用。
7.電池狀況概說:電池開路電壓10.44V、失水量多少目前不知但已補水至上限,正極板群因嚴重硫酸鉛化呈淺褐灰色,且因膨脹擠壓負極板群以致負極板完全無法看見,但負極極柱則有沉澱白色硫化物結晶。
8.電池維修方式:添加PBR分2~3階段再生修復循環。


電池過放電失水硫酸鉛化槽內局部一景
KOBE/24V/390AH、2015.3.24出廠














電池組開路電壓10.44V,內阻甚大,充電電流2A時,部分電池充電電壓已達2.60V以上



2017.10.12.1700添加PBR後開始第一階段再生修復循環

2017年10月7日 星期六

電動堆高機動力電池失水的再生~KOBE/48V/VSIL370(#C21電池組)為例之2-6

2017/10/6/1250 KOBE/48V/370AH電池組第2階段PBR再生修復完成靜置24小時後開路電壓
1.#C21 SUMITOMO/FBR20車用電池組KOBE/48V/370AH,經第2階段添加PBR再生修復劑,並搭配PBC電池再生修復機自10/2/1450~10/5/0200電池自動再生除硫化修復循環 。1000時量測比重為1.260~1.290/39度C,為求縮短再生修復時間及避免電位落差過大,所以補水下調最上側與最下側電池比重(參考1.上篇貼文2~5之電池再生前後比重變化紀錄表2.本篇維修後之充放電檢測紀錄表),1300停止調整充電。
2.10/6/1250開路電壓50.2V,比重1.265~1.275/33.5度C,換算實際比重約為1.275~1.285/20度C。1305開始放電至1605截止放電電壓42.8V,放電時間3小時、累計放電量224AH,整體容量預估可達65%或以上,單槽電池容量評估60%~75%之間。所以,放電後部分電池再補水60~160ml下調比重以趨電位平衡,1700自動充電,此後再略微調即可,預計10/11交貨。
3.由以下再生前後充放電檢測紀錄表互為比較~
①放電容量由再生前過放電狀態的30%以下提升至再生後未放電完全的60%以上。
②電池再生前比重1.150~1.295/39度C,再生後趨向於平均的1.265~1.275/33.5度C,再生修復期間只有下調比重補水量80ml~800ml,未曾補充稀硫酸。也就是說容量不是補酸增加的,相反的,因最上下側2排電池比重持續攀升而調降比重減少了電池容量,實際上,整組電池容量是可達70%左右或以上,但是為了避免電位失衡、容量不均影響電池壽命,所以犧牲部分電池容量以延長電池壽命。
③由各單槽電池再生前後比較,中間2排與上下各排的放電電壓以#4、#5與#12、#14為例(正極#1~負極#24),容量原相差15%~20%以上,再生後趨向平均,甚至與部分電池呈現反超現象。
9/28失水的 KOBE/48V/370AH電池組再生前充放電檢測紀錄表

10/6 KOBE/48V/370AH電池組經添加PBR2階段再生後放電檢驗紀錄表
10/6/1305 KOBE/48V/370AH電池組添加PBR2階段再生修復完成放電測試,起始放電電壓47.2V、電流76.5A

10/6/1605 KOBE/48V/370AH電池組放電截止電壓42.8V、電流71.9A

2017年10月6日 星期五

電動堆高機動力電池失水的再生~KOBE/48V/VSIL370(#C21電池組)為例之2-5

第2階段添加PBR後使用PBC自動再生修復機作業一景

1.第二階段在添加PBR再生修復劑後,於10/2/1450開始使用PBC電池除硫化再生修復機至10/5/0200停止,1000以後部分電池加水調整比重,同時所有電池補水至最上限以上,以自動充電3次調和均勻比重至1300停止充電,外部清洗靜置於10/6進行放電測試。
10/5第2階段PBR再生修復完成,外部清洗靜置至10/6放電測試
2.自再生前至第2階段添加PBR再生後,比重最高上升0.125,期間從沒補酸且部分電池還要補水調整降低比重,下圖為再生前後比重上升變化表,比重的上升同時也反映容量的增加,中間2排電池比重在再生前只有1.150~1.215,經第2階段添加PBR再生後比重提高至1.260~1.275/39度C,比重已趨向標準值而部分電池比重偏高尚需下調,可見PBR能確實除硫化還原硫酸鉛、恢復比重、增加電池容量。


KOBE/48V/370AH電池組因失水故障,再生前與添加PBR兩階段再生後比重紀錄表
  

2017年10月5日 星期四

電池組不當使用實例~2

      此實例主要有3個因素所造成:
1.操作人員的素質~素質低落不知輕重,率性而為,加裝電池補水器原是讓自己工作省時又省力。簡言之,按照要領操作,設備故障向上級反映報備自有人處理,自己也樂得輕鬆。而今,補水器故障,不反應也不處理,把電池當免加水使用,以致電池失水、容量低落影響到生產作業,可嚴重的還有因失水導致電池高溫氣爆的可能!無知真是害人害己!
2.管理制度的缺失~自己公司的人力素質如何搭配相應的管理制度,取得折衷實現效益最大化是公司經營目標。如電池補水器此類產品假使無法透過作業準則控管,則可以取消不用仍按照傳統補水方式操作還來的妥當可靠。
3.電池補水器的瑕疵~補水器本身非精密產品,極易因人為或不可抗力因素故障或損壞。所以,使用此類產品最好有專責保養人員統籌管理,因為,只要有一兩只液栓故障漏液,即大大的影響電池品質與壽命,這是通例也是常態。而銷售此類產品的電池商往往是避重就輕視若無睹,少有廠商因1只液栓漏液及時處理且幫客戶重新調整比重,大都是忽悠客戶,所以,應用補水器產品應妥善規劃。


補水器快速接頭已損壞、多個液栓接頭、浮球斷裂故障,操作人員索性不補水當免加水用

電池失水槽內極板一景,平均1槽補水1500ml~1800ml

已故障的補水器汰換為傳統的液口栓

2017年10月3日 星期二

電動堆高機動力電池失水的再生~KOBE/48V/VSIL370(#C21電池組)為例之2-3

1.此組電池因失水比重容量電壓失衡嚴重,故再生修復採2階段PBR添加與PBC電池再生修復機自動除硫化作業。第一階段自9/28/1440~10/1/1800止,10/2/1110起開始第一階段再生後放電測試,結果如下紀錄表。
2.添加PBR經第一階段再生後,比重由再生前的1.150~1.295/39.5度C提升至再生後的1.230~1.310/36度C;容量由30%以下提升至55%以上。

分2階段添加PBR再生於9/28第一次添加

9/28/1440~10/1/1800PBC電池再生修復機自動再生除硫化修復

10/2/1100電池開路電壓50.2V/36度C

1110起始放電電壓47.1V、電流76.9A

1356放電截止電壓42.6V、電流72A

9/28~10/1第一階段再生後放電測試紀錄表

電動堆高機動力電池失水的再生~KOBE/48V/VSIL370(#C21電池組)為例之2-2(影片VIDEO0041)

電動堆高機動力電池失水的再生~KOBE/48V/VSIL370(#C21電池組)為例之2-1

1.電池廠牌型號:日本KOBE/VSIL370
2.電池組規格:48V/370AH/5HR附自動補水器
3.應用機型:SUMITOMO/FBR20
4.出廠年份:2014.3
5.客戶電池組編號:#C21
6.故障現象分析:人員素質低落、操作保養要領不確實致電池失水,呈現硫酸鉛化高溫、容量不均、過放電與過充電之惡性循環,已知每槽平均失水約1500ml,9/27充電完成靜置18小時後,量測比重為1.150~1.295/39度C,開路電壓為49.5V,9/28/1100開始放電,累計放電量為111.1AH,實際容量約25%,檢測過程及數據如下紀錄表。
更換標準型液口栓外觀
電池修復前補水器外觀
電池失水內部一景


9/28/1100放電前開路電壓49.5V


9/28/1230截止放電電壓41.3V
9/28/1100起始放電電壓46.4V
9/28#C21電池組KOBE/48V/370AH放電測試紀錄表