汽車電氣-蓄電池

1、蓄電池,汽車運用與維修：何登俊,一、工作情景描述,故障現(xiàn)象： 一輛桑塔納2000型轎車接通點火開關(guān)和起動開關(guān)，發(fā)現(xiàn)按動電喇叭聲音太小、打開前照燈，燈光暗淡、發(fā)動機不能啟動，甚至連起動機特有的轉(zhuǎn)動聲音也沒有。 故障分析： 蓄電池的電池容量對起動機的性能影響很大，所以當遇到這種故障時首先要檢查的就是蓄電池，是否是正負極接觸不良，起動機與蓄電池之間導(dǎo)線是否連接牢固，蓄電池是否由于使用時間過長造成蓄電池電解液密度下降，蓄電池正負極板老化通透性變差等。,一、工作情景描述,蓄電池的常見故障： 蓄電池的常見故障可以分為外部故障和內(nèi)部故障。 外部故障有極樁腐蝕、極樁松動、封膠干裂等，可以直接通過外觀檢查發(fā)現(xiàn)，

2、并根據(jù)具體情況進行維修或更換。 內(nèi)部故障包括極板硫化、自放電、活性物質(zhì)脫落等，需要根據(jù)使用和維護過程中的現(xiàn)象進行仔細分析，確定原因，視情處理。,二、蓄電池的功用,在發(fā)動機起動時，為起動系和其他電氣設(shè)備（包括發(fā)電機的激磁繞組）供電； 由于各種原因（如停車、發(fā)電機轉(zhuǎn)速較低、發(fā)電機超載、發(fā)電機故障等）造成發(fā)電機不工作或輸出電壓低于蓄電池電壓時，為電氣設(shè)備供電； 吸收電路中產(chǎn)生的過電壓，穩(wěn)定電網(wǎng)電壓，保護電子元器件。,二、蓄電池的功用,二、蓄電池的功用,在發(fā)動機起動時，蓄電池必須能給起動機提供200600A的電流（有的柴油發(fā)動機最大起動電流超過1000A），并且要能持續(xù)一定的時間（一般要求510s以上

3、）；在發(fā)電機發(fā)生故障不能發(fā)電時，蓄電池的容量應(yīng)能維持車輛行駛一定的時間。所以，要求汽車用蓄電池有盡可能小的內(nèi)阻和足夠的容量。,三、蓄電池的結(jié)構(gòu),蓄電池由極板、 隔板、電解液和 外殼等組成。 L密度計；2排煙孔；3液氣隔板；4連接條； 5活性物質(zhì)；6柵架；7隔板；8極樁；9模壓代號； l0殼體；11下滑面,三、蓄電池的結(jié)構(gòu),為了增大容量，將多片正、負極板分別并聯(lián)，用匯流條焊接起來便分別組成正、負極板組。匯流條(橫板)上聯(lián)有極柱，各片間留有空隙。安裝時各片正、負極板相互嵌合，中間插入隔板后裝入蓄電池單格內(nèi)，便形成單格電池。,三、蓄電池的結(jié)構(gòu),為了減小蓄電池的內(nèi)阻和尺寸，蓄電池的正負極板應(yīng)盡可能靠近

4、。為了防止相鄰正、負極板彼此接觸而短路，正、負極板之間要用隔板隔開。 電解液由純硫酸與蒸餾水按一定比例配制而成。電解液密度一般在1.11.3g/cm3之間，充足電后，電解液密度一般在1.261.30g/cm3之間。在蓄電池充放電過程中，電解液不但起導(dǎo)電作用，而且參與化學反應(yīng)。,三、蓄電池的結(jié)構(gòu),蓄電池的外殼用來盛放極板組和電解液。多采用聚丙乙烯塑料外殼。外殼內(nèi)有隔壁，將其分成3個或6個相同大小的單格，相互之間不溝通，各單格底部都有凸肋，以放置極板組。凸肋間的空腔可積存極板脫落下來的活性物質(zhì)，以防極板間短路。 各單格電池串聯(lián)后，兩端的正負極柱穿出電池蓋，分別形成蓄電池的正負極樁。正極樁較粗，標有

5、“+”號或涂紅色；負極樁較細，標有“-”號或涂蘭色、綠色等。,四、蓄電池的工作原理及特性,電化學反應(yīng)方程式為： PbO2 + 2H2SO4 +Pb PbSO4+ 2H2O+ PbSO4 （正極板） （電解液）（負極板） （正極板） （電解液）（負極板）,放電 充電,四、蓄電池的工作原理及特性,1.放電過程 蓄電池將化學能轉(zhuǎn)換成電能的過程稱為蓄電池的放電過程。當蓄電池接上負載時，在電動勢的作用下，電流便從正極經(jīng)過負載流向負極。當放電回路斷開時，放電過程即被終止，正負極與電解液之間達到新的電離平衡狀態(tài)；只有當正負極板上的活性物質(zhì)全部轉(zhuǎn)變?yōu)镻bSO4時，蓄電池才因為正負極板的電位差等于零而失去供電能

6、力，放電過程徹底停止。,四、蓄電池的工作原理及特性,蓄電池放電過程具有以下特征： 正、負極板上的活性物質(zhì)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)镻bSO4。 隨著放電的進行，電解液中的H2SO4減少，水增多，電解液密度下降。 隨著PbSO4的增多，蓄電池內(nèi)阻增大。同時，由于PbSO4附著于極板表面，使電解液與PbO2和Pb接觸面越來越少，蓄電池的供電能力逐漸下降。,四、蓄電池的工作原理及特性,2.充電過程: 蓄電池將外接電源的電能轉(zhuǎn)換成化學能儲存起來的過程稱為蓄電池的充電過程。充電時，蓄電池接直流電源，電源的正負極分別接蓄電池的正負極（即二者是并聯(lián)而不是串聯(lián)）。當電源電壓高于蓄電池的電動勢時，在電源電壓的作用下，電流從蓄電

7、池的正極流入、負極流出，當電源斷開時，充電過程即被終止，正負極與電解液之間達到新的電離平衡狀態(tài)；只有當正負極板上的PbSO4全部轉(zhuǎn)變?yōu)镻bO2和Pb時，充電過程才完全結(jié)束。,四、蓄電池的工作原理及特性,蓄電池充電過程具有以下特征： 正、負極板上的活性物質(zhì)逐漸由PbSO4轉(zhuǎn)變?yōu)镻bO2和Pb。 隨著充電的進行，電解液中的水減少、H2SO4增多，電解液密度上升。 隨著充電的進行，PbSO4的減少及PbO2和Pb的增多，蓄電池內(nèi)阻減??；同時，蓄電池的供電能力逐漸恢復(fù)。,四、蓄電池的工作原理及特性,為了使蓄電池保持一定容量和延長蓄電池的使用壽命，新蓄電池和修復(fù)后的蓄電池在使用前必須進行初充電，使用中的

8、蓄電池必須進行補充充電，并在必要時進行去硫化充電。,四、蓄電池的工作原理及特性,1.初充電 ： 對新蓄電池或更換極板后的蓄電池進行的首次充電，稱為初充電。初充電過程分兩個階段進行。第一階段的充電電流約為額定容量的1/15，充電至單格電池端電壓達2.4V，而且電解液中放出氣泡，再進行第二階段的充電。第二階段的充電電流為第一階段的1/2，充電至電解液劇烈放出氣泡(沸騰)，電壓和電解液密度在3h內(nèi)穩(wěn)定不變?yōu)橹埂?四、蓄電池的工作原理及特性,2.補充充電： 蓄電池在使用過程中，常有充電不足的現(xiàn)象，應(yīng)根據(jù)需要進行補充充電。一般每月至少一次。如發(fā)現(xiàn)有下列情況之一者，應(yīng)及時進行補充充電。 (1)電解液密度降

9、到1.l50 g/cm3以下時； (2)冬季放電超過額定容量的25%，夏季超過50%時； (3)單格電池電壓降到1.7V以下時； (4)起動無力或燈光暗淡等表明電力不足時； (5)充電后若不用，每兩個月需進行一次補充充電。,四、蓄電池的工作原理及特性,補充充電分兩個階段進行。 第一階段電流值一般為蓄電池額定容量的1/10，充電至單格電池端電壓達2.4V，而且電解液中放出氣泡，再進行第二階段的充電。第二階段的充電電流為第一階段的1/2，充電至端電壓和電解液密度在3h內(nèi)穩(wěn)定不變?yōu)橹埂?五、蓄電池的容量及影響因素,蓄電池的容量是標志蓄電池對外放電能力的重要參數(shù)，也是選用蓄電池的重要依據(jù)。 蓄電池的標

10、稱容量可分為額定容量和儲備容量兩種。,五、蓄電池的容量及影響因素,額定容量用20 h放電率容量表示，它是指充足電的新蓄電池在電解液溫度255C條件下，以的20 h放電率放電電流（即0.05C20安培）連續(xù)放電至各單格電池的平均電壓降到1.75V時輸出電量的最小允許值。它是檢驗新蓄電池是否合格的重要指標，新蓄電池的輸出電量如果小于額定容量，即為不合格。 儲備容量Cm ，它是指充足電的新蓄電池在電解液溫度為252C條件下，以25A電流連續(xù)放電至12V蓄電池端電壓降至10.500.05V，6V蓄電池端電壓降至5.250.02V，放電所持續(xù)的時間，單位為min。它表征當汽車充電系失效時，蓄電池尚能持續(xù)

11、提供25A電流的能力。,五、蓄電池的容量及影響因素,影響蓄電池容量的因素： 包括制造因素和使用因素兩個方面。 制造因素主要包括：極板厚度、表面積以及其他影響蓄電池內(nèi)阻的結(jié)構(gòu)因素。 使用因素主要包括：電解液密度、溫度和放電電流。,六、蓄電池的使用與維護,為了保證蓄電池的使用性能、延長蓄電池的使用壽命，必須正確使用蓄電池，并及時對蓄電池進行檢查和維護。,六、蓄電池的使用與維護,在蓄電池的日常使用和維護中努力做到： (1)及時充電。放完電的蓄電池應(yīng)在24h內(nèi)送到充電室充電；蓄電池每兩月至少應(yīng)補充充電一次。 (2) 不連續(xù)使用起動機，每次起動的時間不得超過5s，如果一次未能起動發(fā)動機，應(yīng)休息15s以上

12、再作第二次起動，連續(xù)三次起動不成功，應(yīng)查明原因，排除故障后再起動發(fā)動機。 (3)應(yīng)經(jīng)常清除蓄電池表面的灰塵污物，保持蓄電池表面清潔、干燥。 (4)經(jīng)常檢查電解液液面高度，必要時用蒸餾水或電解液進行調(diào)整使其保持在規(guī)定范圍內(nèi)。,七、蓄電池技術(shù)狀況的檢查,為了保證蓄電池合理使用和正確維護，及時檢查電解液液面高度、確定蓄電池的充放電程度非常重要。,七、蓄電池技術(shù)狀況的檢查,1.電解液液面高度的檢查 對于塑料殼體的蓄電池，可以 直接通過外殼上的液面線檢查， 電解液液面應(yīng)保持在高、低水平 線之間。對于橡膠殼體的蓄電池， 可以用孔徑為35mm的透明玻璃 管測量電解液高出隔板的高度來檢查。,七、蓄電池技術(shù)狀況

13、的檢查,1.電解液液面高度的檢查 對于橡膠殼體的蓄電池， 可以用孔徑為35mm的 透明玻璃管測量電解液 高出隔板的高度來檢查。,七、蓄電池技術(shù)狀況的檢查,當電解液液面偏低時，應(yīng)補充蒸餾水。除非確知液面降低是由電解液濺出或泄露所致，否則不允許補充硫酸溶液。,七、蓄電池技術(shù)狀況的檢查,2.蓄電池放電程度的檢查 蓄電池的放電程度可根據(jù)電解液密度判斷或用高率放電計和蓄電池測試器檢查。 （1）根據(jù)電解液密度判斷 電解液密度可用吸式密度計或電解液密度檢測儀檢測。,七、蓄電池技術(shù)狀況的檢查,根據(jù)實際經(jīng)驗，電解液密度每下降0.04g/cm3約相當于蓄電池放電25%，所以從測得的電解液密度就可以粗略估算出蓄電池的放電程度。 測量電解液密度時注意：必須同時測量電解液溫度，以便將測得的電解液密度按公式進行修正，得到對