船上蓄电池:为什么电池一个季度就报废了

船上的电池平均寿命只有本可以达到的一半。原因几乎总是同一个,而且与电池质量无关。

下面说说是什么在损耗电池、实际需要多少容量,以及如何区分老化的电池和报废的电池。

究竟是什么在损耗电池

深度放电

铅酸电池不喜欢被放到一半以下。放电到百分之三十哪怕只有一次,也会永久损失一部分容量。一个季度里这样做二十次,电池就报废了。

由此得出一个让很多人意外的简单结论:一块标称一百安时的电池,实际可用的只有五十安时。再往下用,就等于向下一个季度借容量。

长期充电不足

第二个原因不那么明显。停泊时发动机通常只开一个小时,发电机很快就能补上大部分电量,但最后那百分之几十要充很久、充得很慢。结果电池常年只能维持在百分之八十的充电状态,一充就是几个月。

对铅酸电池来说,这是一种缓慢的死亡:极板上会生成无法再溶解的硫酸盐结晶。电池看起来还能用,但容量在不断萎缩。

高温

温度每超过二十五度十摄氏度,寿命就缩短一半。放在没有通风的机舱里的电池,老化速度比放在阴凉储物舱里的同款电池快得多。

亏电状态过冬

放空电的电解液几乎就是水,零下十度就会结冰。充满电的电解液能扛到零下四十度。关于过冬保养的详细内容——见冬储文章。

铅酸还是锂电池:实际使用中的区别

泛泛而谈没有意义,不如逐条看看船上会有哪些变化。

可用容量。 铅酸电池是标称值的一半,锂电池大约是百分之九十。也就是说,一块一百安时的锂电池能顶替一块二百安时的铅酸电池。

重量。 在可用容量相同的情况下,锂电池大约轻三倍。在小型船只上这一点很明显。

充电速度。 铅酸电池最后百分之二十充得又慢又勉强。锂电池几乎可以一直以满功率充到接近充满。实际意义是,开一个小时发动机就够用了,而不是「好像充了一点」。

寿命。 铅酸电池在细心使用的情况下能用三到五年。锂电池只要不结冰、不过热,能用十年以上。

价格。 购买时锂电池贵两到三倍。但按每年使用成本算,差距就没那么悬殊了。

锂电池需要什么。 需要自带电池管理系统,通常还需要更换充电器,以及发电机的充电曲线也要不同。想不动其他任何东西、直接把铅酸换成锂电池,通常行不通。这是更换过程中最主要的隐性花费。

实际需要多少容量

算法很简单,不用套教科书公式。

1. 把所有耗电设备列出来,以及每天工作多少小时:冰箱、照明、自动舵、仪表、手机充电、水泵。
2. 用功耗乘以小时数,再相加,得到每天的耗电量,单位是安时。
3. 再乘以两次充电之间的天数。
4. 铅酸电池再乘以二,锂电池再乘以一点一。

常见的错误是漏算冰箱。它是全天运转的,天热的时候能占到总耗电量的一半以上。

第二个错误是按设备的铭牌功率计算,而不是按实际工况计算。同一台自动舵,在平静水面和大风天气下的耗电量能相差好几倍。

如何判断电池已经报废

负载下的电压。 一块充满电的铅酸电池在静置状态下电压大约是12,7 V。如果过了一夜后只有12,2 V或更低,说明要么电已经用完,要么容量已经不在了。

电压快涨快跌。 电池十分钟就「充满」,一个小时又跑光,这是报废电池的典型表现,充电只停留在表面。

组内电池之间的差异。 如果一组里有一块电池发热更明显,或者电压和其他电池不一致,它会拖累另一块。这种情况要两块一起换。

外壳鼓包、有异味、有渗漏。 不用再讨论了,立即更换。

让寿命延长一倍的几条规则

• 启动电池和生活用电池要分开。 启动电池是短时间放大电流,生活用电池是长时间放小电流。用一块电池兼顾两个角色,哪个角色都做不好。
• 要充到底,而不是充到「差不多了」。 每隔一两周,让电池通过岸电或发电机充到百分之百。
• 不要在同一组里混用不同的电池。 年份不同、类型不同、容量不同,最弱的那块会拖累其余所有电池。
• 保持接线端子清洁。 端子上的氧化层会产生电阻,导致电池永远充不满。
• 安装电池监测仪。 电压表能看到的信息有限,安时计量表才能反映真实情况。这是唯一一个能立刻回本的设备。

需要更换时该记录哪些数据

电池在尺寸和接线端子位置上要求都很严格:船上放电池的箱子很少有多余的空间。

• 完整拍下电池铭牌——类型、容量、冷启动电流。
• 电池在箱子里的照片,能看清端子在哪一侧、周围留有多少空间。
• 用卷尺量好电池箱——长、宽、高,要把端子和盖子也算进去。
• 充电器及其设置,如果打算换成锂电池的话:充电器往往也要一起更换。

有了这些资料,即使原来的型号已经停产,也能找到尺寸兼容的替代品——电池的规格型号很多,几乎总能找到合适的替换。

小结

损耗电池的是深度放电和长期充电不足,而不是年龄。老老实实按实际情况计算可用容量:铅酸电池只有壳体上标注数值的一半。把启动电池和生活用电池分开,装一个安时计量表,每两周充一次满电。做到这些,就足以让电池用满应有的寿命,而不是只用一半。