汽车电气设备构造与维修资源2

模块2蓄电池汽车电气设备构造与维修2.1普通铅酸蓄电池2.1.1功用2.1.2蓄电池的结构2.1.3蓄电池的工作原理2.1.4蓄电池的型号2.2蓄电池的正确使用与维护2.2.1类型与选用2.2.2充电方法与类型2.2.3正确使用与维护2.3蓄电池的常见故障及排除方法2.3.1蓄电池技术状况的检查2.3.2蓄电池的常见故障及排除方法2.4新型蓄电池及其特点2.4.1干荷电蓄电池2.4.2湿荷电蓄电池2.4.3胶体蓄电池2.4.4免维护蓄电池2.1普通铅酸蓄电池2.1.1功用1)发动机起动时，蓄电池向起动机和点火系统供电。2)当发动机低速运转、发电机电压较低或不发电时，蓄电池向供电系统供电，同时向交流发电机交流磁场绕组供电。3)当发动机中高速运转、发电机正常供电时，将发电机剩余的电能转化为化学能储藏起来。4)当发电机过载时，蓄电池协助发电机向用电设备供电。5)稳定系统电压、保护电子设备。2.1.2蓄电池的结构图2-1蓄电池的结构1—蓄电池外壳2—极桩衬套3—正极柱4—联条5—加液孔盖6—负极柱7—负极板8—隔板9—封料10—护板11—正极板12—肋条2.1.2蓄电池的结构1.极板与极板组(1)功用极板是蓄电池的核心部分，在蓄电池充电与放电过程中，电能与化学能的相互转换依靠极板上活性物质和电解液中硫酸的化学反应来实现。(2)组成极板分为正极板和负极板，均由栅架和活性物质组成。1)栅架。2.1.2蓄电池的结构图2-3放射形栅架图2-3放射形栅架2.1.2蓄电池的结构图2-4正负极板组1—极板组总成2—负极板3—隔板4—正极板5—极板联条２)活性物质。2.1.2蓄电池的结构2.隔板(1)功用在正负极板间起绝缘作用，使蓄电池结构紧凑。(2)特征1)隔板有许多微孔，可使电解液畅通无阻。2)隔板一面平整，一面有沟槽，沟槽面对着正极板，且与底部垂直，使充放电时，电解液能通过沟槽及时供给正极板，当正极板上的活性物质PbO2脱落时，能迅速通过沟槽沉入容器底部。3.电解液表2-1完全充足电的蓄电池25℃时电解液的密度表2.1.2蓄电池的结构图2-5整体式蓄电池盖示意图1—容器间壁2—穿壁式联条3—蓄电池盖4.壳体及其他2.1.3蓄电池的工作原理1.蓄电池的充电过程图2-6蓄电池充电过程示意图2.1.3蓄电池的工作原理2.蓄电池的放电过程图2-7蓄电池的放电过程示意图2.1.3蓄电池的工作原理1)活性物质PbO2和Pb均逐渐变为PbSO4。2)放电过程中，电解液密度下降。3)蓄电池内阻逐渐增大。2.1.4蓄电池的型号表2-2铅蓄电池产品型号编制方法【习题2.1】1.简述蓄电池的结构组成。2.简述蓄电池的充放电过程。3.区分普通铅蓄电池的型号。2.2.1类型与选用1)蓄电池的额定电压必须和汽车电气系统的额定电压一致。2)蓄电池的容量必须满足汽车起动的要求。2.2蓄电池的正确使用与维护2.2.2充电方法与类型出现下列情况，就应进行充电“1)电解液比重降至1.2以下；2)冬季放电超过额定容量的25％，夏季放电超过额定容量的50％；3)灯光暗淡，起动无力；4)长时间未使用车辆；5)充电系统有故障，蓄电池负载电压低于10V，空载电压低于12.4V,就必须补充充电，汽车上蓄电池的电压正常为13.8～14.4V左右。2.2.2充电方法与类型图2-8充电机外形1.恒流充电图2-9恒流充电的接线图2.2.2充电方法与类型图2-10充电特性曲线图2.2.2充电方法与类型图2-11恒压充电接线图2.恒压充电2.2.2充电方法与类型图2-12恒压充电特性曲线图2.2.2充电方法与类型图2-13脉冲快速充电电流波形3.脉冲快速充电2.2.2充电方法与类型1)向铅酸蓄电池充电时，要穿上保护衣；蓄电池附近不能有火花，禁止抽烟。2)将充电器的正极线接在蓄电池的正极柱上，将负极线接在蓄电池的负极柱上，不允许接反。3)打开充电器时，先设置到最低电流，然后逐渐提高电流，直至蓄电池开始接受电流；如果是一个深度放电后的蓄电池或是低温下的蓄电池，这一过程可能需要好几分钟。4)如果蓄电池排气口排出酸雾，或蓄电池温度超过了52℃，充电即需立刻停止，这些现象表明该蓄电池已损坏，需要更换；当电流降至1A以下时或充电超过24h后，表示充电完成，可以停止充电。2.2.3正确使用与维护1.三抓(1)抓正确及时地补充充电1)放完电的蓄电池24h之内送至充电室；2)蓄电池应定期进行补充充电，冬季不超过25%，夏季不超过50%；3)带电解液存放的蓄电池应定期进行补充充电。(2)抓正确使用操作1)每次起动时间不超过5s，起动间隔时间15s，最多连续起动3次；2)车上蓄电池应固定牢靠，安装搬运时应轻搬轻放。(3)抓清洁保养1)保持蓄电池表面清洁；2)及时清除蓄电池表面的酸液；3)保护通气孔的畅通。2.2.3正确使用与维护2.五防1)防止过充电和大电流充电；2)防止过度放电；3)防止电解液液面过低；4)防止电解液密度过大；5)防止电解液内不纯。3.蓄电池的就车拆装1)从汽车上拆卸蓄电池时，应先拆搭铁电缆，然后拆正极上的电缆。2)往车上装蓄电池时，应认清正、负极搭铁，并应先接正极上的电缆，再接搭铁电缆。2.2.3正确使用与维护3)安装接头时，应先清洁接线柱，在极桩上涂上凡士林或润滑脂，以防腐防锈。4)维修带故障自诊断功能的电脑系统，在拆蓄电池电缆前，应先确认故障码，或在点烟器上插上专用辅助电源，并将点火开关的“ACC”挡接通。【习题2.2】1.如何对蓄电池进行快速充电。2.简述蓄电池的正确使用与维护。2.3.1蓄电池技术状况的检查1.外部检查1)检查蓄电池封胶有无开裂和损坏，极桩有无破损，壳体有无泄露，否则应修理或者更换。2)疏通加液孔盖的通气孔。3)清洁蓄电池外壳，并用钢丝刷或极柱接头清洗器清洁极桩和电缆卡子上的氧化物，清洁后涂抹一层凡士林或润滑脂。2.检查电解液密度(1)用吸入式密度计测量电解液密度用吸入式密度计测量电解液密度，方法如图2-14所示。2.3蓄电池的常见故障及排除方法2.3.1蓄电池技术状况的检查图2-14电解液密度的测量2.3.1蓄电池技术状况的检查表2-3不同温度条件下的电解液密度修正值(2)放电程度的判断图2-15用万用表测量蓄电池电压的示意图2.3.1蓄电池技术状况的检查表2-4蓄电池端电压反映其存电程度的关系参考表(3)使用高率放电计检测高率放电计的结构如图2-16所示。图2-16高率放电计的结构2.3.1蓄电池技术状况的检查图2-17蓄电池电解液液面高度的检查3.检查电解液液面高度(1)直观检查电解液液面应在蓄电池外壳上、下液面线(或max)之间，如图2-17所示。2.3.1蓄电池技术状况的检查图2-18玻璃管测量电解液面的高度1—极板2—极板防护片3—容器壁4—玻璃管(2)用玻璃管测量如图2-18所示，工具是内径为3～5mm的玻璃管。2.3.2蓄电池的常见故障及排除方法1.极板硫化(1)过充电法(适用于轻微硫化)用初次充电的第二阶段充电电流连续地进行过量充电。(2)小电流过充电法(适用于较重硫化)将蓄电池以10h放电率放电至终止电压，倒掉电解液，加入蒸馏水，用初次充电的第二阶段充电电流进行连续充电，待电解液比重升至1.15左右时，再按10h放电率放电至终止电压。(3)水处理法(适用于严重硫化)将蓄电池充电后，以10h时放电率放电，到单格电池电压均降至1.8V为止。2.自放电2.3.2蓄电池的常见故障及排除方法1)极板材料或电解液中有杂质，这些杂质与极板或不同杂质间就会产生电位差，形成闭合的“局部电池”而产生电流，使蓄电池放电；2)隔板破裂，造成局部短路；3)蓄电池盖上有电解液或水，使正、负极间形成通路而放电；4)活性物质脱落，使极板短路造成放电；5)蓄电池长期存放，电解液中硫酸下沉，使上部比重小，下部比重大，引起自行放电。3.活性物质早期脱落4.单格短路【习题2.3】1.简述蓄电池自放电的故障现象与故障原因。2.简述极板硫化的排除方法。2.4.1干荷电蓄电池图2-19干荷电蓄电池结构1—负极柱2—加液孔盖3—正极柱4—穿壁连接5—联条6—外壳7—负极板8—隔板9—正极板2.4新型蓄电池及其特点2.4.1干荷电蓄电池干荷电蓄电池的只用注意事项：1)在要灌入电解液时，才能揭掉液孔塞通气孔处的封闭物。2)将密度为(1.280±0.005)g/cm3(25℃)的电解液灌入蓄电池，30min后即可使用。3)注入电解液时，液面高度应达到注液口处液面指示的高度，对无液面指示的蓄电池液面应超过隔板15～20mm。4)在正常条件下，每只蓄电池只需调整一次电解液密度和液面高度。5)对免维护型蓄电池，要求其充电电压不得超过14.4V。6)已灌入电解液的蓄电池，如搁置不用，则每3个月需进行一次再充电，以使蓄电池处于全充电状态。7)蓄电池应避免过充电，若发生过充电，蓄电池电解液温度就会升高。2.4.2湿荷电蓄电池•存放期极板呈湿润状态而保持其荷电性的蓄电池称之为湿润荷电蓄电池。湿润电蓄电池较之干荷电蓄电池其工艺过程稍有些不•同，存放保持荷电的时间也要短一些。湿润电蓄电池在存放期（约6个月）内，加注标准密度的电解液至规定的高度即可使用，首次放电量可达到额定容量的80%。存放期在一年左右的湿润电蓄电池加注电解液后立即放电，可放出额定容量的50%。湿润电蓄电池使用前对其进行补充充电，就可以达到额定的容量。湿润电蓄电池适宜于无需长其存放的场合。2.4.3胶体蓄电池电解液呈胶体状的蓄电池称之为胶体蓄电池。胶体蓄电池的电解液中渗入了硅酸溶胶，使得电解液呈胶体状。其优点是：电解液不会溅出，在使用、维护、保管和运输过程中设备和人可免受被腐蚀的危险；使用中只需加蒸馏水，无需调整密度；缺点：胶体电解质的电阻较大，使蓄电池的内阻增大、容量低降；由于电解质的极板不可能很均合，使极板各部分有差异而形成电位差，因此自放电较大。2.4.4免维护蓄电池1.免维护蓄电池的结构特点图2-20充电状态指示器1—绿色2—黑色3—浅黄色4—蓄电池盖5—观察窗6—光学的荷电状况指示器7—绿色小球2.免维护蓄电池的性能特点2.4.4免维护蓄电池(1)自行放电量小普通铅蓄电池的栅架上多采用铅锑合金，且锑的含量较高(一般4%～7％)，在充电时，正极栅架的锑逐渐溶解到电解液中，并在负极板表面上沉积，与负极板上的活性物质形成微电池，从而导致自行放电量增大。(2)失水量小免维护蓄电池的失水量一般为普通铅酸蓄电池的1/10，其原因是普通蓄电池的铅锑合金的析氢过电位较低，所以充电末期在负极板处有大量的氢气析出，造成失水较多，而免维护蓄电池的铅钙合金氢的析出过电位与纯铅相似，比铅锑合金高出许多，因此充电时使氢析出量大大减少，从而使失水量减少。(3)起动性能好普通铅酸蓄电池的起动电流一般为该电池20h放电率额定电荷量的3～4倍，而免维护蓄电池的起动电流可达普通铅酸蓄电池20h放电率额定电荷量的5～9倍。2.4.4免维护蓄电池(4)使用寿命和储存寿命长由于栅架使用了耐腐蚀的铅钙合金，提高了蓄电池的耐充性，再加上采用袋式隔板，可有效地防止活性物质的脱落，因此，可有效地提高蓄电池的使用寿命。(5)使用方便免维护蓄电池在出厂时已装好电解液，使用时减少了配制和添加电解液的麻烦，再加上使用中不需要加蒸馏水，通过电解液密度计指示器可以判断蓄电池的电荷情况，减少了检查与维护作业，因而使用起来很方便。3.免维护蓄电池的使用维护1)免维护蓄电池在使用时，要经常保持其外部的清洁。2)使用中，应经常查看内装电解液密度计指示器的颜色。3)当观察到电解液密度计指示器的颜色变成黑色时，应及时进行补充充电，其充电步骤如下所述：2.4.4免维护蓄电池①把蓄电池和充电机之间的电路接好。②将充电机电压调到14.4V，电流调到最大值，开始充电。在充电过程过中经常查看蓄电池有无溢漏、冒气或温度高于45℃的现象。若有上述现象出现，应停止充电，查找原因，并予排除。③每隔1h查看一下电解液密度计指示器，若出现绿色则充电完成，然后进行负荷试验。4)蓄电池的负荷试验：试验需采用碳堆仪(或放电计)进行，负荷试验值在