汽车蓄电池.

汽车电器设备原理与检修第二章蓄电池1.1蓄电池的分类铅酸蓄电池镍碱蓄电池普通干荷湿荷免维护汽车用蓄电池电动车蓄电池1.2蓄电池的功用•启动时向启动系和点火系供电•发动机电压低于蓄电池时，蓄电池向用电设备供电•发电机电压高于蓄电池时，蓄电池储存剩余电量•发电机过载时，蓄电池协助供电•吸收电路中的瞬时过电压，保持电气系统电压稳定2蓄电池的结构与型号2.1铅普通蓄电池结构极板、隔板、电解液、外壳1）极板—由栅架和活性物质组成。正极板：二氧化铅（PbO2）,深棕色负极板：海绵状纯铅（Pb）,青灰色注意：负极板比正极板多一块。极板组极板：由栅架和活性物质组成。极板有正极板和负极板之分极板的构造极板组的构造2）隔板：在正、负极板间起绝缘作用，可使电池结构紧凑。A--隔板有许多微孔，让电解液畅通无阻。B--隔板一面平整，一面有沟槽。沟槽面对着正极板。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。注：沟槽应垂直放置，并朝向正极板。隔板3）电解液：用纯硫酸和蒸馏水按一定的比例配制成配制成的电解液比重一般在1.24～1.30g/cm3之间。对电解液浓度的选择北方南方略有不同。3）电解液蓄电池中的电解液，俗称电水，是稀硫酸；电解液必须保持高出极板10～12mm，高度不足时，添加蒸馏水至外壳标示的最高线；配制电解液必须穿戴防护器具，将稀硫酸慢慢倒入水中，且均匀搅拌。绝不可将水倒入硫酸中，否则硫酸会飞溅伤人。材料：硬橡胶、塑料两种。外壳上有链条和加液孔。蓄电池壳体以硬橡胶或塑胶模制成，有的采用黑色，也有使用透明塑胶制成，可以观察蓄电池内部情形后再定。壳体为整体式结构，壳体内部由六个互不相通的单体组成，底部有突起的肋条以安置极板组。4）壳体：联条：串联各单格电池，材料为铅。加液孔盖：（注意孔盖上小孔的作用）蓄电池的每一个单格都有一个加液孔，为加注电解液和检测电解液密度所用，孔盖上有通气孔，该小孔应经常保持畅通，一便随时排除蓄电池化学反应放出的氢气和氧气，防止外壳涨列和发生事故。5）附件：2.2免维护蓄电池的特点栅架材料采用铅钙合金。采用了袋式微孔聚氯乙烯隔板，将正极板装在隔板袋内。带密度计，不同颜色判断电池存电量：绿色，深绿色，浅黄色。设有收集水蒸气和硫酸蒸气的集气室，减少蒸发；装有催化剂钯，可使电解的氢气与氧气合成为水。2.3铅蓄电池的工作原理4244222P2PbSOOHbSOPbSOHPbO充电放电1.静止电动势及基本电特性•(1)静止电动势Ej：蓄电池处于静止状态时，正负极板之间的电位差称为静止电动势。•(2)开路电压：理论上，开路状态下的端电压并不等于蓄电池的电动势。但是，开路电压在数值上很接近蓄电池的静止电动势，可以用开路电压代替静止电动势。•一般规定铅蓄电池的额定开路电压为2.0V。•开路电压（静止电动势）公式•1)当温度为15℃时：•Ej=0.85+ρ25℃（V）•式中：Ej—静止电动势(V)•0.85—温度换算系数•ρ25℃--25℃时的电解液密度(g/cm3)•汽车用蓄电池的电解液密度一般在1.12-1.30g/cm3之间，因此ES=1.97～2.15（V）2铅蓄电池的放电蓄电池放电终了的特征•①终止电压：允许的放电终止电压与放电电流大小有关，放电电流越大，则放电时间越短，允许的放电终止电压越低。•②电解液密度ρ15℃=1.11g/cm3。3铅蓄电池的充电蓄电池充足电的标志：•①端电压上升到最大值2.7V，并在2h-3h内不再增加。•②电解液相对密度上升到最大值1.27g/cm并在2h-3h内不再增加。•③蓄电池内产生大量气泡，停充1h后再接通充电电源时，蓄电池电解液会立刻沸腾。2.4铅蓄电池的型号蓄电池的规格型号•按照原机械工业部部颁标准JB2599－85的规定，铅蓄电池产品型号分为三段。•Ⅰ--串联的单格电池数。如3，6，分别为3个单格(6V)和6个单格(12V)。•Ⅱ--蓄电池的类型和特征，由两个汉字拼音字母组成。•第一个字母为：Q—起动用蓄电池；•M—摩托车用蓄电池；•第二个字母为特征代号：•A—干荷电；H—湿荷电；W—免维护；•S—少维护；F—防酸式；M—密闭式；•B—半密闭；Y—液密式；Q—气密式；•I—激活式；D—带液式；J—胶质式；•无字母为干封式。•Ⅲ--蓄电池的额定容量•A、额定容量—我国规定用20h放电率的容量表示。单位为Ah。•B、特征性能—G—高起动率•S—塑料外壳•D—低温起动性能好3蓄电池的容量•一、蓄电池的容量•1.概念：充足电的蓄电池按一定大小的电流连续放电时，其端电压降至放电终止电压为止所输出的电量。•2.标示与单位：蓄电池的容量用C表示，单位为安时（A·h）。当电池以恒定电流值放电时，其容量等于放电电流和连续放电时间的乘积，即：C=Iftf3.作用：蓄电池容量用以表示其对外供电能力，衡量蓄电池性能的优劣及选用蓄电池的重要指标。4.分类：额定容量、起动容量、储备容量等。•一、蓄电池的容量•5.额定容量：额定容量•国标GB5008.1-91《起动用铅蓄电池技术条件》规定：将完全充足电的新蓄电池在电解液温度为25±5℃条件下，以20h放电率（放电电流为0.05C20）连续放至单池平均电压降到1.75V时为止，蓄电池输出的电量称为额定容量。•额定容量用C20表示。•6.影响因素：其大小受放电温度、放电电流、放电终止电压影响。•6.实例：实际测量蓄电池容量时，其规定条件下的放电时间等于或超过20小时为合格。•例：6-Q-105型蓄电池，在电解液平均温度为25℃时，以5.25A电流连续放电20h后，端电压为10.50V（即单体电压降到1.75V），则其20h率额定容量为：•C20=5.25A×20h=105A·h。•起动容量•①意义：表示蓄电池在发动机使用电力起动时的供电能力。•②分类：•A、常温起动容量：电解液初始温度为25℃时，以5min放电率的电流(3倍容量的电流)，连续放电至单格电压降到1.5V时所输出的电量。•其连续放电时间应≮5min。•B、低温起动容量：电解液初始温度为-18℃时，以5min放电率的电流连续放电至单格电压降至1V时所输出的电量。•其放电时间应≮2.5min。3.2蓄电池的容量及影响因素•放电电流•电解液温度•电解液密度•极板的构造•电解液纯度4蓄电池的充电•充电方法：•定流充电•定压充电•脉冲快速充电•充电种类：•初充电•补充充电•去硫充电•1.定流充电•(1)定义：在充电过程中，充电电流恒定不变（通过调整电压，保证电流不变）。•(2)优点：充电电流可任意选择，有益于延长蓄电池寿命。•(3)缺点：充电时间长，且需要经常调整充电电流。•(4)适用范围：初充电、去硫充电和补充充电。•(5)电路特点：各蓄电池串联连接。充电时，每个单体需要2.7V，故串联电池的单体总数不应超过n＝Uc／2.7(Uc为充电机的充电电压)。(6)充电要求：各蓄电池单格容量应尽可能相同，容量不同时，应按最小的容量确定充电电流，小容量的蓄电池充足后拆下，再对其余蓄电池继续充电。第五节蓄电池的充电•(7)充电方法(两阶段充电法)•1)在第一阶段用较大电流充电，当单格电池电压升到2.4V，电解液开•始产生气泡。•2)将充电电流减小一•半进行第二阶段恒流充•电，直到蓄电池完全充•足电为止。第五节蓄电池的充电•(1)定义：在充电过程中，充电电压恒定不变。•是蓄电•池在汽车上•由发电机对•其充电的方•法。恒压充•电特性曲线•见图2.定压充电第五节蓄电池的充电•(2)优点•1)充电速度快。开始充电4—5h内可获充90-95%的电量。•2)操作方便。充电电流会随着电动势的上升而逐渐减小到零，使充电自动停止，不必人工调整和照管。•(3)缺点•1)充电电流无法调整，不能保证蓄电池彻底充足电，不适于初充电和去硫化充电。•2)初期充电电流大，温升快，极板易弯曲，活性物质易脱落，影响寿命。第五节蓄电池的充电•(4)电路特点：各蓄电池并联连接。•(5)充电要求：各支路蓄电池电压相同，容量尽量一致。•(6)充电电压选择：按每单格需电压2.5V确定。如：6V蓄电池选7.5V；12V蓄电池选15V。•(7)适用：由于定压充电过程，充电时间短，充电过程中不需调整充电电压，因此适合于蓄电池的补充充电。•(1)极化概念：充电后期化学反应中，蓄电池两极间电位差会高于两极活性物质的平衡电位(每单格2.1V)，这种现象称为极化。•(2)极化的影响：阻碍了蓄电池充电过程化学反应的正常进行，是造成充电效率低及充电时间长的主要因素。•(3)极化种类：欧姆极化、浓差极化、电化学极化等。•(4)解决方法：采用脉冲充电法。3．脉冲快速充电•(5)脉冲充电特点•1)时间短：新电瓶≤5h、旧电瓶1—2h；•2)省电：用电量为常规充电的80%-85%；（定流初充电需60-70h；定压补充充电需13-16h。）•3)去硫化作用显著；•4)充不足电，对电瓶寿命有影响。3．脉冲快速充电•②电液冒气泡时，停充24～30ms；•③反向脉冲充电，IC=（1.5～3.0）C20•t=150～1000us，消除孔隙中的气泡•④后停充25ms，再用正向脉冲进行充电，如此循环，直至充足电。3．脉冲快速充电•1、初充电•(1)概念：对新蓄电池或更换极板后的蓄电池进行的首次充电。•(2)作用：恢复蓄电池在存放期间，极板上部分活性物质缓慢放电和硫化而失去的电量。•(3)特点：充电电流小，充电时间长(70-90h)，必须彻底充足。•(4)初充电质量对蓄电池的影响：•1)初充电不足：蓄电池容量会长期偏低，寿命缩短；•2)初充电过量：隔板、极板受腐蚀和活性物质•膨胀、气体压力作用而引起变形，大大降低使用寿命。二、充电种类•(5)初充电的程序•1）加注电解液：密度符合厂家规定(一般1.25—1.285)，液面高度符合要求(高于极板上缘10—15mm)。要求：电解液温度加注前≯30℃，静放3-6h，待电解液温度≯35℃再充电。•2）确定充电电流•恒流法IC1=C20/15IC2=C20/30•3）连接蓄电池(充电器的正极接蓄电池正极，充电器负极接蓄电池负极)，按二阶段充电法充电。二、充电种类1、初充电•(6)初充电的要求•①按第一阶段电流充至单格充电电压达2.3-2.4V，电液逸出气泡止，换第二阶段电流再充。•②充至充电电压和电液密度在2-3h内不再上升，并有大量气泡放出止。•③若电液温度上升到40℃时，须将电流减半；电液温度上升到45℃时，应停充，待冷却到35℃时恢复充电。二、充电种类1、初充电•(6)初充电的要求•④初充电接近结束时，应测电液密度和液面高度，密度不合适时，用蒸馏水或1.40g/cm3电液调整后再充2h,复查调整直至合适为止。最后拧上通气塞，擦净电池外表。•⑤容量检查：将完成了初充电的蓄电池静放1-2h后，按20h放电率再进行一次放电试验，以检查电池容量。新电池容量应≮0.95C20，否则须进行循环充放电直至达到要求。二、充电种类1、初充电第五节蓄电池的充电•概念：蓄电池使用后的充电。•（1）需补充充电的情况：•1）起动机运转无力时（非机械故障）；•2）发动机不工作情况下，前照灯灯光暗淡；电喇叭声音小，表示电力不足时；•3）电解液密度下降到1.15g/cm3以下时；•4）冬季放电超过25%，夏季放电超过50%时；•5）单格电池电压降到1.7V以下时；•6）蓄电池已连续使用3个月以上或放置1个月•以上时。2、补充充电•（2）补充充电与初充电的不同点•1）充电前不需要加注电解液；•2）充电方法：定压充电或定流充电；•3）选择定流充电时，方法与初充电相似，亦采用二阶段充电法，充至单体端电压达2.4V时，电流减半充。蓄电池补充充电电流的选择：•IC1=C20/10（A）IC2=C20/20（A）•4）充电时间约为13～16h2、补充充电•(1)极板硫化现象•铅蓄电池长期充电不足或放电后长时间放置，极板上会逐渐生成一层白色的粗晶粒硫酸铅，正常充电时，它不能转化为二氧化铅和海绵状