汽車蓄電池及其檢測(cè)維修

1、第一章、蓄電池 上海師范大學(xué) 第一章、蓄電池第一章、蓄電池 第一章、蓄電池 上海師范大學(xué) 第一章、蓄電池 上海師范大學(xué) 蓄電池（俗稱“電瓶”）是一種將化學(xué)能轉(zhuǎn) 換成電能的裝置，是可逆的低壓直流電源。 一、蓄電池的分類 鉛酸蓄電池 鎳堿蓄電池 普通蓄電池 免維護(hù)蓄電池 干荷電蓄電池 膠體蓄電池 鐵鎳蓄電池 鎘鎳蓄電池 第一章、蓄電池 上海師范大學(xué) 二、蓄電池的作用 （教材P1） 在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，向起動(dòng)機(jī)、點(diǎn)火系統(tǒng)等主要用 電設(shè)備供電。 在發(fā)動(dòng)機(jī)不運(yùn)行或低速運(yùn)行時(shí)，蓄電池向各種用 電設(shè)備供電。 當(dāng)用電設(shè)備過多、用電量超過發(fā)電機(jī)的供電能力 時(shí)，蓄電池協(xié)助發(fā)電機(jī)向各種用電設(shè)備供電。 穩(wěn)定電壓的作用。蓄

2、電池相當(dāng)于一個(gè)大電容，可 以吸收電路中瞬間的過電壓，以保護(hù)用電設(shè)備。 第一章、蓄電池 上海師范大學(xué) 一、蓄電池的構(gòu)造 （教材P4） 汽車常用的蓄電池為鉛酸蓄電池，12V的蓄電 池由6個(gè)單格蓄電池串聯(lián)而成，每個(gè)單格蓄電池的 標(biāo)稱電壓為2V，充滿電時(shí)為2.1V。 鉛酸蓄電池由極 板、隔板、電解液和 殼體組成。 第一章、蓄電池 上海師范大學(xué) 1、極板與極板組 蓄電池的極板分為正極板和負(fù)極板，它們都以 鉛銻合金澆鑄成的柵架為骨架，在柵架上填充活 性物質(zhì)制成極板。 極板結(jié)構(gòu) 活性物質(zhì) 正極板上的活 性物質(zhì)是深棕色的 二氧化鉛(PbO2)， 負(fù)極板上的活 性物質(zhì)是海綿狀、 青灰色的純鉛(Pb)。 第一章、

3、蓄電池 上海師范大學(xué) 普通型放射型 目前，蓄電池采用的柵架有二種，一種為普通 型，另一種為放射型。其中放射型柵架具有輸出電 流大、內(nèi)阻小的特點(diǎn)，在新型蓄電池中采用。 第一章、蓄電池 上海師范大學(xué) 極板組單格蓄電池極板組12V蓄電池極板組 為了增大蓄電池的容量，每個(gè)單格蓄電池都由 多個(gè)正、負(fù)極板組成極板組。每個(gè)正極板都處于兩 片負(fù)極板之間，使正極板兩側(cè)充、放電均勻。 第一章、蓄電池 上海師范大學(xué) 正、負(fù)極板之間裝有絕緣隔板，以防止極板 之間短路。 隔板應(yīng)具有多孔性，以便電解液的自由滲透。 隔板采用耐酸性和抗堿性的木質(zhì)、微孔橡膠、微 孔塑料及浸樹脂紙質(zhì)材料制成。 近年來，還將微孔塑料隔 板做成袋狀

4、，緊包在正極板的 外部，防止活性物質(zhì)的脫落。 2、隔板 第一章、蓄電池 上海師范大學(xué) 電解液是由化學(xué)純的硫酸化學(xué)純的硫酸（H2SO4）和蒸餾水蒸餾水 （H2O）按一定比例配制而成的硫酸水溶液（密度 為1.241.31克/立方厘米）。 64%蒸餾水 H2O + 36%硫酸 H2SO4 = 電解液 密度：1.000密度：1.835密度：1.265 電解液密度對(duì)蓄電池的容量和壽命影響大。密度大可 以提高蓄電池的容量，減少結(jié)冰的危險(xiǎn)；但粘度增加，流 動(dòng)性變差，使蓄電池的容量下降，而且腐蝕作用增強(qiáng)，降 低極板和隔板的壽命。 3、電解液 第一章、蓄電池 上海師范大學(xué) 殼體采用耐酸、耐熱和 耐震的硬橡膠或聚

5、丙稀塑料 制成整體式結(jié)構(gòu)，殼體內(nèi)分 成個(gè)互不相通的單格，每 個(gè)單格內(nèi)裝有極板組和電解 液組成一個(gè)單格的蓄電池。 殼體的底部有凸起的筋， 用來支撐極板組，并使極板 上脫落下來的活性物質(zhì)落入 凹槽中，防止極板短路。 4、殼體 第一章、蓄電池 上海師范大學(xué) 二、蓄電池的規(guī)格型號(hào) （教材P6） 蓄電池的型號(hào)按JB/T 2599-1993 鉛酸蓄電池 產(chǎn)品型號(hào)編制方法的規(guī)定，組成如下： 額定容量（安時(shí)/Ah） 類型和特征 Q起動(dòng)型 A干荷電式 W免維護(hù)式 單格蓄電池個(gè)數(shù) 例如：6-QA-1056-QAW-100 第一章、蓄電池 上海師范大學(xué) 一、蓄電池的工作原理 （教材P6） 蓄電池是一個(gè)化學(xué)電源，其充

6、電與放電過程是 一種可逆的化學(xué)反應(yīng)。 1、電動(dòng)勢(shì)的建立 在正極板 處，PbO2與硫 酸作用而生成 帶正電荷的鉛 離子(Pb4+)沉 浮在正極板上， 使正極板具有 約2V的正電位。 在負(fù)極板 處，鉛電離為 鉛離子（Pb2+） 和電子(2e)， 2個(gè)電子留在 負(fù)極板上，使 負(fù)極板具有約 -0.1V的負(fù)電 位。 +2V+2V -0-0. .1V1V 第一章、蓄電池 上海師范大學(xué) 正、負(fù)極板上生成 硫酸鉛（PbSO4），電 解液中水份增加。 隨著放電的進(jìn)行， 電解液密度減小。 接上負(fù)載后的化學(xué)反應(yīng) 2、蓄電池的放電 第一章、蓄電池 上海師范大學(xué) 在外電源的作用下，迫使個(gè)電子從正極板返 回負(fù)極板，形成從

7、正極板流向負(fù)極板的充電電流。 極板上的硫酸鉛還原成 氧化鉛和鉛，電解液中的水 份還原成硫酸。 隨著充電的進(jìn)行，電解 液中硫酸的成份增加，電解 液密度增大。 3、充電過程 第一章、蓄電池 上海師范大學(xué) 二、蓄電池的工作特性 （教材P8） 1、內(nèi)阻 蓄電池的內(nèi)阻由極板電阻、電解液電阻、隔 板電阻及聯(lián)條電阻等四部分組成。 極板電阻一般很小，但隨著放電的進(jìn)行，正 負(fù)極板上的PbSO4增多，極板電阻增大。 電解液電阻與密度和溫度有關(guān)，密度過高或 過低，電阻增大；溫度低，粘度大，電阻大。 隔板電阻和聯(lián)條電阻與材料、聯(lián)條形式有關(guān)， 對(duì)一個(gè)制造好的蓄電池來說是一個(gè)定值。 第一章、蓄電池 上海師范大學(xué) 2、放電

8、特性 放電特性是將充足電的蓄電池，在以20h放電 率的電流連續(xù)放電過程中，端電壓U、電動(dòng)勢(shì)E和 電解液密度隨放電時(shí)間的變化規(guī)律。 密度隨著放電的進(jìn) 行而直線下降，因此， 在使用中可以根據(jù)電解 液的密度來判斷蓄電池 的放電程度。 靜止電動(dòng)勢(shì)Ej與電 解液的密度變化相似， 單格蓄電池的放電終止 電壓1.75V（10.5V）。 第一章、蓄電池 上海師范大學(xué) 3、充電特性 充電特性是指在恒電流充電過程中，蓄電池 的端電壓U、電動(dòng)勢(shì)E和電解液密度隨時(shí)間變化的 規(guī)律。 隨著充電的進(jìn)行， 電動(dòng)勢(shì)逐漸升高，電 解液密度增大，充滿 電后，單格蓄電池的 電壓為2.1V（12V.6）。 第一章、蓄電池 上海師范大學(xué)

9、 我們可以根據(jù)蓄電池的開路端電壓的大小， 來判斷其充電情況： 端電壓電解液密度充電情況 12.61.265100%充電 12.41.22575%充電 12.21.19050%充電 12.01.15525%充電 11.91.12沒有充電 第一章、蓄電池 上海師范大學(xué) 一、蓄電池的容量C （教材P10） 蓄電池的容量是指在放電允許范圍內(nèi)，蓄電 池輸出的電量： Cft f （安時(shí)/Ah） 1、額定容量C20 充足電的蓄電池，在電解液溫度為30oC時(shí)， 以20h放電率的電流連續(xù)放電到規(guī)定的終止電壓時(shí)， 蓄電池所輸出的電量C20。 第一章、蓄電池 上海師范大學(xué) 2、起動(dòng)容量 起動(dòng)容量表征蓄電池在接起動(dòng)機(jī)

10、時(shí)的供電能 力，并根據(jù)使用條件分為常溫起動(dòng)容量和低溫起 動(dòng)容量。 常溫起動(dòng)容量在電解液溫度為30oC時(shí)， 以5分鐘放電率的電流，連續(xù)放電到9V（12V蓄電 池）時(shí)，蓄電池所輸出的容量。 低溫起動(dòng)容量在電解液溫度為-18oC時(shí)， 以5分鐘放電率的電流，連續(xù)放電到6V（12V蓄電 池）時(shí)，蓄電池所輸出的容量。 第一章、蓄電池 上海師范大學(xué) 二、影響蓄電池容量的因素 （教材P11） 蓄電池的容量越大，所存貯的電能越多。蓄 電池容量的大小，與放電電流、電解液的密度及 極板結(jié)構(gòu)等有關(guān)。 放電電流增大，蓄電池的端電壓和容量下降； 溫度越低，蓄電池的容量下降，額定容量是在30oC 時(shí)測(cè)得； 電解液密度增大，

11、可以減少內(nèi)阻，提高容量，但不 能過大； 增大極板面積和片數(shù)，可以增大容量。采用簿型極 板、增加極板的片數(shù)，可以在不增大蓄電池體積的情況下， 提高蓄電池的容量。 第一章、蓄電池 上海師范大學(xué) 一、充電方法 （教材P12） 新蓄電池、使用中的蓄 電池及修復(fù)后的蓄電池等， 由于技術(shù)狀況不同，采用的 充電步驟和規(guī)范也不同。 常用的充電方法有定流充電、定壓充電和脈 沖快速充電等三種。 第一章、蓄電池 上海師范大學(xué) 1、定流充電 在充電過程中，充電電流保持為恒定值的充 電方法稱為“定流充電”。 可以將不 同電壓值、容 量相近的蓄電 池串聯(lián)起來充 電。如果容量 不同，應(yīng)按容 量小的蓄電池 來決定充電電 流。

12、 第一章、蓄電池 上海師范大學(xué) 定流充電的方法：定流充電時(shí)，隨著蓄電池 電動(dòng)勢(shì)的提高，要保持充電電流恒定，必須提高 充電電壓；當(dāng)單格電壓上升到2.4V時(shí)，應(yīng)將電流 減半后再充電，直到單格電壓上升到2.7V，端電 壓和電解液密度在2-3小時(shí)內(nèi)保持不變?yōu)橹埂?定流充電的特點(diǎn)：定流充電有較大的適應(yīng)性， 可以根據(jù)需要選擇充電電流，但充電時(shí)間長，而 且需要經(jīng)常調(diào)節(jié)充電電流。一般適用于新蓄電池 和故障修復(fù)蓄電池的初充電。 第一章、蓄電池 上海師范大學(xué) 2、定壓充電 在充電過程中，始終保持充電電壓不變的充 電方法稱為“定壓充電”。 定壓充 電時(shí)，可以 將相同電壓 值的蓄電池 并聯(lián)起來一 起充電。 第一章、蓄

13、電池 上海師范大學(xué) 定壓充電電流 定壓充電在充電初 期，由于蓄電池的電動(dòng) 勢(shì)較低，因而充電電流 大；隨著電動(dòng)勢(shì)的升高， 充電電流逐漸減小，在 接近充電終了時(shí)，充電 電流已降低到很小值。 定壓充電的特點(diǎn)：充電過程中電解液無沸騰現(xiàn)象，可 以減少水分的損失；在充電45小時(shí)后，量容可達(dá)90% 95%，縮短了充電的時(shí)間。定壓充電方法適用于蓄電池的 補(bǔ)充充電，不適用于新蓄電池和故障蓄電池的初充電，汽 車上發(fā)電機(jī)對(duì)蓄電池的充電為定壓充電。 第一章、蓄電池 上海師范大學(xué) 3、快速充電 定流和定壓充電的時(shí)間長，消耗的電能多，給 使用帶來不方便。利用快速充電，完成一次初充電， 只需5小時(shí)左右；完成一次補(bǔ)充充電約1

14、小時(shí)左右。 快速充電 具有充電時(shí)間 短、空氣污染 小、節(jié)省能量 和去硫化效果 明顯等特點(diǎn)， 已被廣泛應(yīng)用。 第一章、蓄電池 上海師范大學(xué) 二、充電種類 （教材P14） 新蓄電池、使用中的蓄電池及修復(fù)后的蓄電 池等，由于技術(shù)狀況不同，采用的充電步驟和規(guī) 范也不同。 充電種類有：初充電、補(bǔ)充充電、去硫化充 電、鍛煉循環(huán)充電和預(yù)防硫化與均衡充電等。其 中常用的為初充電和補(bǔ)充充電兩種。 第一章、蓄電池 上海師范大學(xué) 1、初充電 新蓄電池和修復(fù)后的蓄電池的首次充電，稱 為初充電，初充電采用定流充電方法。 初充電的特點(diǎn)是充電電流小，充電時(shí)間較長。 當(dāng)蓄電池的電量不足時(shí)，必須進(jìn)行補(bǔ)充充電。 2、補(bǔ)充充電 補(bǔ)

15、充充電可以采用定壓充電或定流充電方法， 如采用定流充電，其充電過程與初充電相似，分 為兩個(gè)階段，充電電流按補(bǔ)充充電的電流規(guī)范進(jìn) 行，充電時(shí)間在13-16小時(shí)。 第一章、蓄電池 上海師范大學(xué) 一、極板硫化 （教材P15） 蓄電池長期處于充電、放電狀態(tài)，在極板上 會(huì)生成一層白色的粗晶粒的硫酸鉛，在正常充電 時(shí)，不能轉(zhuǎn)化為二氧化鉛和鉛，稱為“硫酸鉛硬 化”，簡(jiǎn)稱“硫化”。極板硫化的蓄電池的特征 為：充電快，放電也快。 產(chǎn)生的原因：詳見教材P15。 第一章、蓄電池 上海師范大學(xué) 二、自行放電/自放電 充足電的蓄電池，放置不用而逐漸失去電量， 稱為“自行放電”。如果每晝夜自行放電損失的 容量2%，為正常

16、自行放電；如果每晝夜自行放 電損失的容量2%，則為自行放電故障。 產(chǎn)生自行放電的原因 1、電解液中含有雜質(zhì)或極板材料中含有雜質(zhì)，不同雜質(zhì)之間形 成電位差，引起局部放電。 2、蓄電池蓋上有電解液，使正、負(fù)極形成通路。 3、長期不用，硫酸下沉，電解液上下部分濃度不等，形成電位 差引起自行放電。 4、極板上活性物質(zhì)脫落而沉積在殼體的底部，造成極板之間短路。 第一章、蓄電池 上海師范大學(xué) 三、極板活性物質(zhì)脫落 活性物質(zhì)從正極板上脫落下來，沉積在蓄電池 的底部，在充電時(shí)可以看到褐色物質(zhì)從底部升起。 正極板上活性物質(zhì)脫落后，使蓄電池的容量下 降，且充電時(shí)不易恢復(fù)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成極板短路或 自行放電。 造成正

17、極板上活性物質(zhì)脫落的原因 （1）充電時(shí)電流過大，溫度過高，經(jīng)常過充電等使活性物質(zhì)松浮而 脫落。 （2）放電電流過大、過放電等使極板拱曲，也會(huì)造成活性物質(zhì)脫落。 第一章、蓄電池 上海師范大學(xué) 四、內(nèi)部短路 當(dāng)蓄電池隔極損壞或極板上脫落下來的大量 活性物質(zhì)沉積在蓄電池底部時(shí)，都會(huì)造成蓄電池 內(nèi)部極板之間的短路。 蓄電池內(nèi)部極板的短路，使蓄電池的端電壓 明顯下降，充電時(shí)電解液溫度明顯升高，而端電 壓和電解液密度上升緩慢，充電末期氣泡較少或 產(chǎn)生氣泡太遲。 第一章、蓄電池 上海師范大學(xué) 一、蓄電池的維護(hù) （教材P16） 1、經(jīng)常擦拭蓄電池表面，保持清潔，以防 極間短路。 2、檢查電極端子的連接情況，去

18、掉氧化層， 夾緊線夾。 3、檢查液面高度，以防極板硫化。 4、根據(jù)季節(jié)變化及時(shí)調(diào)節(jié)電解液密度。 5、加液蓋必須擰緊，以防電解液溢出；蓋 子上的通氣孔必須暢通，防止充電時(shí)氣體排不出 而造成殼體破裂。 第一章、蓄電池 上海師范大學(xué) 6、在起動(dòng)時(shí)，每次起動(dòng)時(shí)間不超過5S，連續(xù) 起動(dòng)時(shí)間間隔大于15S。 二、蓄電池技術(shù)狀況的檢查 1、外觀檢查 外殼有無裂縫、破損及泄漏； 安裝架是否夾緊，有無腐蝕； 正、負(fù)極端子是否氧化及腐蝕，電線夾是 否腐蝕，連接導(dǎo)線有無破損等； 表面是否清潔，加液孔蓋的通氣孔是否暢 通等。 第一章、蓄電池 上海師范大學(xué) 2、電解液液面的高度檢查 電解液液面應(yīng)高出極板1015mm，正

19、常使用 時(shí)應(yīng)定期檢查液面高度，必要時(shí)補(bǔ)充蒸餾水。 3、放電程度的判斷 根據(jù)電解液密度的變化，判斷放電程度； 第一章、蓄電池 上海師范大學(xué) 用高率放電計(jì)模擬接 起動(dòng)機(jī)時(shí)的負(fù)載，測(cè)量單格 蓄電池在大電流放電時(shí)的端 電壓來判斷放電程度。 第一章、蓄電池 上海師范大學(xué) 三、蓄電池的使用 1、蓄電池的選擇 2、新蓄電池的使用 干荷蓄電池加注電解液后30分鐘即可使用。 非干荷蓄電池使用之前進(jìn)行初充電。 四、蓄電池的貯存 濕貯存加注電解液到正常液面，充足電。 干貯存放完電后倒出電解液，并清洗內(nèi)部。 第一章、蓄電池 上海師范大學(xué) 免維護(hù)蓄電池也是鉛酸 蓄電池，在使用過程中不需 添加蒸餾水，正極端子的腐 蝕小，自行放電少，且不需 要補(bǔ)充充電。因此，免維護(hù) 蓄電池在轎車上得到廣泛應(yīng) 用，并將逐漸取代現(xiàn)有的普 通鉛酸蓄電池。 第一章、蓄電池 上海師范大學(xué) 一、免維護(hù)蓄電池的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) （教材P19）