第一章汽車電源系(蓄電池)汽車電氣設(shè)備構(gòu)造與維修

蓄電池1.1蓄電池的功用1.2蓄電池的構(gòu)造及型號(hào)1.3蓄電池的工作原理及工作特性1.4蓄電池的充電1.5蓄電池的常見故障1.6蓄電池的正確維護(hù)與檢測方法1.1蓄電池的功用

蓄電池的功用：1）起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，蓄電池→起動(dòng)系、點(diǎn)火系、儀表2）發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)和蓄電池聯(lián)合供電。3）發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)獨(dú)立供電，并向蓄電池充電4）發(fā)電機(jī)過載時(shí)，蓄電池協(xié)助發(fā)電機(jī)向用電設(shè)備供電。5）蓄電池還可以吸收電路中的瞬時(shí)過電壓，保持汽車電器系統(tǒng)電壓的穩(wěn)定，保護(hù)電子元件。

蓄電池和發(fā)電機(jī)并聯(lián)工作，全車的用電設(shè)備均為并聯(lián)。電流表；調(diào)節(jié)器？1.2蓄電池的構(gòu)造及型號(hào)

類

型特

點(diǎn)普通型新蓄電池的極板不帶電，使用前需按規(guī)定加注電解液并進(jìn)行初充電，初充電的時(shí)間較長，使用中需要定期維護(hù)。干荷電新蓄電池的極板處于干燥的已充電狀態(tài)，電池內(nèi)部無電解液。使用時(shí)，按規(guī)定加入電解液，靜置20～30min即可使用，使用中需要定期維護(hù)。免維護(hù)型使用中不需維護(hù)，可用3～4年不需補(bǔ)加蒸餾水，極樁腐蝕極少，自放電少。蓄電池是一種化學(xué)電源，靠其內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)來儲(chǔ)存電能或向用電設(shè)備供電。鉛蓄電池：實(shí)現(xiàn)化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)換的主要物質(zhì)是鉛、硫酸鉛蓄電池又可以分為普通鉛蓄電池、干荷電鉛蓄電池和免維護(hù)鉛蓄電池。

普通型鉛蓄電池的結(jié)構(gòu)

一般由3個(gè)或6個(gè)單格電池串聯(lián)而成。主要由極板、隔板、電解液、外殼、聯(lián)條和極樁等組成。免維護(hù)蓄電池的特點(diǎn) 蓄電池內(nèi)部安裝有電解液密度計(jì)，可自動(dòng)顯示蓄電池的存電狀態(tài)和電解液液面的高低。如果密度計(jì)的觀察窗呈綠色，表明蓄電池存電充足，可正常使用；若顯示深綠色或黑色，表明蓄電池存電不足，需補(bǔ)充充電；若顯示淺黃色，表明蓄電池已接近報(bào)廢。1－綠色（充電程度為65％或更高）

2－黑色（充電程度低于65％）

3－淺黃色（蓄電池有故障）4－蓄電池蓋

5－觀察窗1.2蓄電池的構(gòu)造及型號(hào)按照原機(jī)械工業(yè)部部頒標(biāo)準(zhǔn)JB2599－1993的規(guī)定，鉛蓄電地產(chǎn)品型號(hào)分為三段，6-QA-100即是6個(gè)單格電池額定電壓12伏額定容量100Ah起動(dòng)型干荷電式蓄電池1.3鉛蓄電池的工作原理及工作特性

一、工作原理1．蓄電池的靜止電動(dòng)勢(shì)

將鉛蓄電池的正、負(fù)極板浸入電解液中，正、負(fù)極板與電解液相互作用，在正、負(fù)極板間就會(huì)產(chǎn)生約2.1V的靜止電動(dòng)勢(shì)。1.3鉛蓄電池的工作原理及工作特性2、放電過程若接入負(fù)載，在電動(dòng)勢(shì)的作用下，電流就會(huì)從蓄電池的正極經(jīng)外電路流向蓄電池的負(fù)極，這一過程稱為放電，蓄電池的放電過程是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿倪^程。放電時(shí)，正極板上的PbO2和負(fù)極板上的Pb，都與電解液中的H2SO4反應(yīng)生成硫酸鉛（PbSO4），沉附在正、負(fù)極板上。電解液中H2SO4不斷減少，密度下降。3、充電過程充電時(shí)，蓄電池的正、負(fù)極分別與直流電源的正、負(fù)極相連，當(dāng)充電電源的端電壓高于蓄電池的電動(dòng)勢(shì)時(shí)，在電場的作用下，電流從蓄電池的正極流入，負(fù)極流出，這一過程稱為充電。蓄電池充電過程是電能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能的過程。充電時(shí)，正、負(fù)極板上的PbSO4還原成PbO2和Pb，電解液中的H2SO4增多，密度上升。1.3鉛蓄電池的工作原理及工作特性二、工作特性兩種特性：放電特性和充電特性。1、放電特性 蓄電池的放電特性是指在恒流放電過程中，蓄電池的端電壓和電解液相對(duì)密度隨時(shí)間而變化的規(guī)律。蓄電池放電終了的特征是：（1）單格電池電壓降到放電終止電壓（1.75V）；（2）電解液密度降到最小許可值（約1.11g/cm3）。 放電終止電壓與放電電流的大小有關(guān)。放電電流越大，允許的放電時(shí)間就越短，放電終止電壓也越低。1.3鉛蓄電池的工作原理及工作特性2、充電特性在恒流充電過程中，蓄電池的端電壓與電解液相對(duì)密度隨時(shí)間而變化的規(guī)律。充電終了的特征：（1）端電壓上升到最大值2.7V，并在2h-3h內(nèi)不在增加。（2）電解液相對(duì)密度上升到最大值1.27g/cm（3）蓄電池內(nèi)產(chǎn)生大量氣泡。1.4蓄電池的充電一、充電設(shè)備

蓄電池是直流電源，必須用直流電源對(duì)其進(jìn)行充電。充電時(shí)，充電電源的正極接蓄電池的正極，充電電源的負(fù)極接蓄電池的負(fù)極。汽車上的充電設(shè)備是由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的交流發(fā)電機(jī)。充電機(jī)多采用硅整流充電機(jī)、晶閘管整流充電機(jī)和智能充電機(jī)等。1.4蓄電池的充電二、充電方法1.恒壓充電2.恒流充電3.快速充電三、充電工藝（種類）1、初充電2、補(bǔ)充充電3、去硫充電1.4蓄電池的充電（充電方法）1．恒壓充電恒壓充電是指充電過程中，充電電源電壓保持恒定的充電方法。

若充電電壓過高，將導(dǎo)致過充電；充電電壓過低，將導(dǎo)致充電不足。一般單格電池充電電壓選為2.5V。對(duì)于12V蓄電池，用15V電壓充電為宜。優(yōu)點(diǎn)：充電時(shí)間短，4～5h內(nèi)即可達(dá)到額定容量的90％～95％，不需要照管和調(diào)整充電電流，適用于補(bǔ)充充電。缺點(diǎn)：由于充電電流不可調(diào)節(jié)，所以不適用于初充電和去硫化充電。

恒壓充電的接線方法2．恒流充電

指充電電流保持恒定的充電方法。充電過程分為兩個(gè)階段：第一階段到蓄電池單格電壓上升至2.4V，電解液開始出現(xiàn)較多的氣泡；第二階段，將充電電流減半，直到充足電為止。優(yōu)點(diǎn)：延長蓄電池的使用壽命，廣泛用于初充電、補(bǔ)充充電和去硫化充電等。缺點(diǎn)：充電時(shí)間長，要經(jīng)常調(diào)節(jié)充電電流。恒流充電的接線方法1.4蓄電池的充電（充電方法）1.4蓄電池的充電（充電方法）

3．脈沖快速充電 必須用脈沖快速充電機(jī)進(jìn)行。優(yōu)點(diǎn)：是充電時(shí)間可大大縮短（新蓄電池充電僅需5h，補(bǔ)充充電需1h）。缺點(diǎn)：是對(duì)蓄電池的壽命有一定的影響，并且脈沖快速充電機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴，適用于電池集中、充電頻繁、要求應(yīng)急的場合。充電電流波形1.4蓄電池的充電（充電種類）1．初充電

指對(duì)新的或更換極板后的蓄電池進(jìn)行的第一次充電。2．補(bǔ)充充電補(bǔ)充充電是指對(duì)使用中的蓄電池在無故障的前提下，為保持或恢復(fù)其額定容量而進(jìn)行的正常的保養(yǎng)性充電。一般汽車用蓄電池應(yīng)每隔1～2個(gè)月從車上拆下來進(jìn)行一次補(bǔ)充充電，使用中，如發(fā)現(xiàn)下列現(xiàn)象之一時(shí)，必須及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充充電： （1）電解液相對(duì)密度下降到1.20以下；（2）冬季放電量超過25％，夏季超過50％時(shí)；（3）前照燈燈光比平時(shí)暗淡，起動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)無力時(shí)；充電間多采用兩階段恒流充電法充電。1.4蓄電池的充電（充電種類）3．間歇過充電

間歇過充電是為了避免使用中的鉛蓄電池極板硫化的一種預(yù)防性充電，汽車用鉛蓄電池應(yīng)每隔三個(gè)月進(jìn)行一次。

4．循環(huán)鍛煉充電

循環(huán)鍛煉充電是鉛蓄電池為防止極板鈍化而進(jìn)行的保養(yǎng)性充電。鉛蓄電池使用中常處于部分放電的狀況，參加化學(xué)反應(yīng)的活性物質(zhì)有限，為避免活性物質(zhì)長期不工作而收縮，每隔三個(gè)月進(jìn)行一次循環(huán)鍛煉充電。5．去硫化充電去硫化充電是消除鉛蓄電池極板輕度硫化的一種排故性充電。

1.5蓄電池常見的故障

故障一：極板硫化故障特征

極板上生成一層白色粗晶粒的PbSO4，在正常充電時(shí)不能轉(zhuǎn)化為PbO2和Pb的現(xiàn)象。（1）硫化的電池放電時(shí)，電壓急劇降低，過早降至終止電壓，電池容量減小。（2）蓄電池充電時(shí)單格電壓上升過快，電解液溫度迅速升高，但密度增加緩慢，過早產(chǎn)生氣泡，甚至一充電就有氣泡。

原因

充電不足長期存放排除硫化較嚴(yán)重者采用去硫化充電方法消除硫化；硫化特別嚴(yán)重的蓄電池應(yīng)報(bào)廢。

1.5蓄電池常見的故障故障二：自放電故障特征

蓄電池在無負(fù)載的狀態(tài)下，電量自動(dòng)消失的現(xiàn)象稱為自放電。如果充足電的蓄電池在30天之內(nèi)每晝夜容量降低超過2%，稱為故障性自放電。

原因

電解液中金屬雜質(zhì)過多。排除

自放電較輕的蓄電池，可將其正常放完電后，倒出電解液，用蒸餾水反復(fù)清洗干凈，再加入新電解液，充足電后即可使用；自放電較為嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)將電池完全放電，倒出電解液，取出極板組，抽出隔板，用蒸餾水沖洗之后重新組裝，加入新的電解液重新充電后使用。1.5蓄電池常見的故障故障三：活性物質(zhì)脫落故障特征

主要指正極板上的活性物質(zhì)PbO2的脫落。蓄電池容量減小，充電時(shí)從加液孔中可看到有褐色物質(zhì)，電解液渾濁。

故障原因

（1）蓄電池充電電流過大，電解液溫度過高，使活性物質(zhì)膨脹、松軟而易于脫落。（2）蓄電池經(jīng)常過充電，極板孔隙中逸出大量氣體，在極板孔隙中造成壓力，而使活性物質(zhì)脫落。（3）經(jīng)常低溫大電流放電使極板彎曲變形，導(dǎo)致活性物質(zhì)脫落。排除方法

對(duì)于活性物質(zhì)脫落的鉛蓄電池，若沉積物較少時(shí)，可清除后繼續(xù)使用；若沉積物較多時(shí)，應(yīng)更換新極板和電解液。

1.5蓄電池常見的故障故障四：極板短路故障特征

蓄電池正、負(fù)極板直接接觸或被其它導(dǎo)電物質(zhì)搭接稱為極板短路。極板短路的蓄電池充電時(shí)充電電壓很低或?yàn)榱悖娊庖簻囟妊杆偕?，密度上升很慢，充電末期氣泡很少?/p>

故障原因

（1）隔板破損使正、負(fù)極板直接接觸。（2）活性物質(zhì)大量脫落，沉積后將正、負(fù)極板連通。（3）極板組彎曲。（4）導(dǎo)電物體落入池內(nèi)。

排除方法

出現(xiàn)極板短路時(shí)，必須將蓄電池拆開檢查。更換破損的隔板，消除沉積的活性物質(zhì)，校正或更換彎曲的極板組等。

1.6蓄電池的使用維護(hù)與檢測一、使用與維護(hù)1．啟用新蓄電池

首先擦凈外表面，旋開加液孔蓋，疏通通氣孔，注入新電解液，靜置4～6h后，調(diào)節(jié)液面高度到規(guī)定值，按初充電規(guī)范進(jìn)行充電后即可使用。干荷電蓄電池在規(guī)定存放期（一般為2年）內(nèi)，啟用時(shí)可直接加入規(guī)定密度的電解液，靜置20～30min后，校準(zhǔn)液面高度，即可使用。若超期存放或保管不當(dāng)損失部分容量，應(yīng)在加注電解液后經(jīng)補(bǔ)充充電方可使用。2、正確使用P21頁3、正確維護(hù)P21頁1.6蓄電池的使用維護(hù)與檢測二、技術(shù)狀態(tài)檢查：1、外部檢查2、檢測蓄電池電解液液面高度（1）用玻璃管測量法，右上圖所示。工具：內(nèi)徑為3～5mm的玻璃管。液面高度標(biāo)準(zhǔn)值為10～15mm。

（2）觀察液面高度指示線法，右下圖所示。正常液面高度應(yīng)介于兩線之間，液面過低時(shí)，應(yīng)加入蒸餾水補(bǔ)充。

1.6蓄電池的使用維護(hù)與檢測3、檢測蓄電池電解液密度

電解液密度的大小，是判斷蓄電池容量的重要標(biāo)志。測量蓄電池電解液密度時(shí)，蓄電池應(yīng)處于穩(wěn)定狀態(tài)。蓄電池充、放電或加注蒸餾水后，應(yīng)靜置半小時(shí)后再測量。（1）用吸式密度計(jì)測量電解液密度，其測量過程（見下圖）。測得的密度值應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)溫度（+25℃）予以校正（同時(shí)測量電解液溫度）。不同溫度條件下電解液密度修正值見下表。

1.6蓄電池的使用維護(hù)與檢測

通過對(duì)各個(gè)單格電池電解液密度的測量，可以確定蓄電池是否失效。如果單格電池之間的密度相差0.05g/cm3，則該電池失效。（2）放電程度的判斷電解液密度與放電程度的關(guān)系是：密度每下降0.01g/cm3相當(dāng)于蓄電池放電6％，當(dāng)判定蓄電池在夏季放電超過50％，冬季放電超過25％時(shí)不宜再繼續(xù)使用，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充充電，否則會(huì)使蓄電池早期損壞。電解液溫度（℃）密度修正值（g/cm3）+40+0.0113+35+0.0075+30+0.0037+250+20－0.0037+15－0.0075+10－0.0113+5－0.01500－0.0188－5－0.0255－10－0.02631.6蓄電池的使用維護(hù)與檢測

4．蓄電池開路電壓的測量測量蓄電池開路電壓時(shí)，蓄電池應(yīng)處于穩(wěn)定狀態(tài)，蓄電池充、放電或加注蒸餾水后，應(yīng)靜置半小時(shí)后再測量。 蓄電池開路電壓可用萬用表的電壓擋測量。蓄電池端電壓可以反應(yīng)蓄電池的存電程度，它們之間的關(guān)系見下表。

存電狀態(tài)(%)1007550250蓄電池電壓(V)12.6以上12.412.21211.9以下蓄電池的充電

1．目標(biāo)

掌握蓄電池初充電、補(bǔ)充充電的充電方法。

2．儀器與工具（1）蓄電池1個(gè)，充電機(jī)1臺(tái)。（2）玻璃杯、玻璃棒、密度計(jì)、溫度計(jì)各1個(gè)。（3）蒸餾水、濃硫酸（密度1.835g/cm3）適量。3．內(nèi)容（1）電解液的配制：根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍鉁貤l件，選擇合適的電解液密度。配制電解液時(shí)，先用耐酸的容器裝蒸餾水，然后將濃硫酸慢慢注入水中，同時(shí)用清潔的玻璃棒攪拌，使其混合均勻。測量其密度和溫度，若不符合要求，適當(dāng)調(diào)整，直至合格為止。（2）蓄電池的初充電：現(xiàn)在汽車普遍采用干荷電蓄電池，所以初次使用只需按規(guī)定加足電解液后，靜置