CESSNA525飞机电瓶超温浅析及维护建议

左红梅

（中国民用航空飞行学院绵阳分院，四川 绵阳621000）

1 镍镉电瓶的特点

镍镉电瓶具有使用寿命长、内阻小、可供大电流的放电的特点，当它放电时电压的变化较小、使用几乎密封式，因此不会有电解液漏出的现象，也几乎不必补充电解液等优点，目前主要用于本院的CESSNA525 飞机。

由于对电瓶不正确的使用和维护，通常会出现电瓶超温、有异味、电瓶外壳变形等现象，可能会使电瓶使用寿命缩短，严重时可能导致整机供电中断，严重威胁飞机的正常运行和飞行安全。如何更好地做好电瓶日常维护工作，提升电瓶维护质量，提高电瓶装机使用可靠性，确保训练飞行安全，已成为本校必须要研究的课题。

1.1 电瓶的基本性能数据

电瓶由20 个单元电池串联组成，额定电压为25.2V，额定容量为28Ah，电解液体积质量为70 ℉（21.1℃）时为1.24～1.30。

在电瓶状况良好的情况下，可为飞机所有汇流条的最大负载连续供电10 min，如果仅为热电瓶汇流条和应急汇流条负载供电，可持续供电的时间至少为30 min。

1.2 电瓶的工作原理

镍镉电瓶是以氢氧化镍［Ni（OH）3］为正极，镉（Cd）为负极，氢氧化钾（KOH）与蒸馏水的溶液为电解液的碱性蓄电池。镍镉电瓶充、放电时，正、负极板上的活性物质，分别与电解液中的钾离子和氢氧根离子起化学反应，从而完成化学能和电能间的相互转化。放电时，负极板上的镉离子失去两个电子，并同氢氧根离子化合，生成氢氧化镉［Cd（OH）3］；正极板上的氢氧化镍获得电子，并与钾离子起化学反应，生成氢氧化亚镉[Ni（OH）2]和氢氧化钾。充电过程中的化学反应是放电过程的逆反应。因此，总的充、放电化学反应方程式为：

2［Ni（OH）3］+2KOH+Cd→2［Cd（OH）2］+2KOH+［Cd（OH）2］

（正极） （电解液）（负极）（正极）（电解液）（负极）

通过这个反应式可以看出，镍镉电瓶在充、放电过程中，电解液中的氢氧化钾并无增减，使得电解液的密度几乎不变，同时电瓶放电曲线非常平垣，在90%的放电周期内电瓶电压都基本保持恒定。因此，不能用测定电瓶电解液密度或电瓶电压的方法来判定电瓶的充电状态。

2 电瓶故障情况及原因分析

2.1 电瓶故障情况

自CE525 飞机投入运行以来，维修部门累计收集到5起主电瓶超温故障，其中空中发生3 起，地面发生2 起。

2.2 电瓶故障原因分析

从历次检查情况看，电瓶温度传感器均正常。故障发生时，电瓶壳体温度明显偏高，可以确认超温并非误警告。故障发生后，飞机上均没有发现异常，且发生故障的飞机机号并不固定，初步认为超温只与电瓶本体的状况有关。对CE525 飞机发电机的输出电压进行普查，均未发现异常。

查阅故障电瓶的履历本，记录显示电瓶的复充、容量测量的周期及测试结果均符合电瓶维护程序的要求；电瓶在充电站存放在单独房间，空调自动运行；该房间未发现漏雨现象；存储温度符合要求。

根据FAA 咨询通告AC00-33A 以及相关技术资料，镍镉电瓶超温为一种多发故障。一般情况下，可能造成超温的因素有：发动机频繁或长时间起动，飞机发电机输出电压过高，未进行适当的充电，长期未进行深度放电，地面长时间使用电瓶进行整机通电，电瓶舱在高温环境下散热不良，电瓶单格之间接触不良，电瓶漏电，单格电解液不足，地面通电时使用的电源车电压过高或不稳定，单格不均衡等。镍镉碱性电瓶具有“热效应”，70～90 ℉（21～32 ℃）为最佳工作温度，超出该温度范围，会造成容量降低。当因为上述因素造成电瓶温度偏高（超出100 ℉，约38 ℃）时，如果进行恒压大电流充电（电瓶装机时，即采用恒压充电方式），就有可能发现“热击穿”（thermal runaway）。随着电瓶温度升高，电瓶内阻降低，恒压充电时的充电电流就会增加，从而进一步增加电瓶温度，造成恶性循环。

综合分析，这5 起电瓶超温故障原因可能是多种因素叠加造成电瓶温度升高，在飞机上进行恒压充电过程中出现了热击穿现象，最终触发电瓶超温警告（高于145 ℉时触发警告，约为63 ℃）。

3 电瓶维护的注意事项

电瓶本身的特性无法改变，使用环境也相对固定，因此对电瓶超温问题的控制需要各部门长期持续地进行。从目前的维护经验看，深度放电和电瓶清洗在消除记忆效应、缓解单格不均衡、恢复电瓶性能等方面有明显作用。电瓶超温故障不是在一瞬间发生的，在使用过程和维护过程中，通过加强监控，有可能提前发现一些异常和征兆。

综上所述，电瓶维护需要注意以下几方面：①建议新增电瓶维护标准，每300 飞行小时进行一次深度放电，每600飞行小时进行一次电瓶盒和单元格的彻底清洗。②维修中队积累电瓶使用过程中的温度数据，加强对电瓶使用过程的温度监控。尤其对于发生过超温的电瓶，在装机后一段时间内，尽量安排本场飞行，利用飞机加油等时机，高频次检查电瓶外壳温度。③应定期检查电源系统电压调节改善状况，防止因系统电压过高而导致电瓶充电电流过大、电瓶温度升高或电解液的水消耗增加，从而使电瓶过度充、放电或电瓶内部损坏导致电瓶超温。④保持电瓶通风管的畅通。⑤注意保持电瓶的清洁，以防止电瓶漏电、短路或接触不良。禁止使用各种容剂来清洁电瓶，这可能会导致电瓶盒内衬和电瓶护盖垫圈损坏。⑥电瓶壳体上部可能会因电解液与二氧化碳反应生成无毒、无腐蚀、无刺激性的白色晶体碳酸钾，可使用耐酸的非金属刷子或清洁的抹布将其去除。禁止使用钢丝刷，否则可能会造成电池短路或损坏电池盒、电池填充口盖通风帽和电池接线柱。⑦注意对电瓶快速脱开插头手轮的松紧、及其插钉的烧蚀和磨损程度进行检查，防止出现电接触不良的状况。⑧维修控制部门要加强对电瓶容量测试和复充的时限控制的管理。⑨充电站在电瓶日常维护过程，严格按照电瓶充放电程序对电瓶进行充放电和电瓶的日常维护保养。

4 结语

CESSNA525 飞机是本校高教训练用机，主要用于支线飞行训练，飞行距离相对于初中教机距离远。维修单位应对电瓶在飞机上的使用情况，进行深入的研究和总结，发现其维护特点和规律，才能使电瓶随时处于“健康”状态，有效保证电瓶装机使用的可靠性，保证飞行安全。