蓄电池课件

汽车电气设备构造与维修第2章蓄电池第2章蓄电池知识目标1．简单叙述蓄电池基本结构和型号；2．简单叙述明蓄电池的基本工作原理；3．正确描述蓄电池的容量及影响因素；4．简单叙述蓄电池的基本工作特性；技能目标1．会对蓄电池技术状况进行检查和维护；2．会对蓄电池充电；3．能通过现象判断蓄电池的基本故障；汽车电气设备构造与维修第2章蓄电池2汽车蓄电池蓄电池是一种可逆的低压直流电源，它既能将化学能转化为电能，也能将电能转换为化学能。蓄电池可分为碱性蓄电池和酸性蓄电池两大类。常用的类型有：普通、干式荷、少需维护或免维护、封闭式免维护蓄电池。2.1.1蓄电池分类蓄电池汽车电气设备构造与维修第2章蓄电池二、蓄电池的分类普通蓄电池干荷蓄电池湿荷蓄电池免维护蓄电池铅酸蓄电池镍碱蓄电池电动车蓄电池汽车用蓄电池汽车电气设备构造与维修第2章蓄电池蓄电池在车上的位置（2007别克林荫大道）1-发动机舱盖下保险丝盒2-蓄电池3-蓄电池远端正极接线柱4-起动机电机5-交流发电机汽车电气设备构造与维修第2章蓄电池汽车用蓄电池铅酸蓄电池汽车电气设备构造与维修第2章蓄电池2.1.2蓄电池的功用1.起动发动机。向启动机、点火系统、电子燃油喷射系统和汽车的其它电气设备供电。2.备用供电。当发动机低速运转，向用电设备和发电机磁场绕组供电。3.存储电能。发动机中、高速运转时，将发电机剩余电能转化为化学能储存起来。4.协同供电。发电机过载时，协助发电机向用电设备供电。5.稳定电源电压，保护电子设备。蓄电池相当于一个大电容器，能吸收电路中出现的瞬时过电压，保护电子元件，保持汽车电器系统电压稳定。汽车电气设备构造与维修第2章蓄电池一、蓄电池的结构•极板、隔板、电解液、外壳汽车电气设备构造与维修第2章蓄电池极板—由栅架和活性物质组成。正极板：二氧化铅（PbO2),棕红色负极板：海绵状纯铅（Pb）,深灰色注意：负极板比正极板多一块。1、极板汽车电气设备构造与维修第2章蓄电池3）活性物质•正极板上的活性物质为二氧化铅（PbO2），呈深棕色。•负极板上的活性物质为海绵状纯铅（Pb），呈青灰色。•注意：因为正极板化学反应剧烈，所以在单格电池中，负极板总比正极板多一片。使每一片正极板都处于两片负极板之间，保持其放电均匀，防止变形。为了增大容量，一般将多片正极板（4~13片）和多片负极板（5~14片）分别并联，组成正负极板组,如图1-7所示。4)极板组的结构汽车电气设备构造与维修第2章蓄电池蓄电池构造汽车电气设备构造与维修第2章蓄电池隔板：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。2、隔板汽车电气设备构造与维修第2章蓄电池•由纯硫酸与蒸馏水按一定比例配制而成，一般密度为1.24~1.30g/cm3，使用中应根据地区、气候条件和制造厂的要求而定。•注意：不允许用工业硫酸和自来水、井水、河水等配制。因其杂质多，易引起自放电，从而影响蓄电池寿命。3、电解液汽车电气设备构造与维修第2章蓄电池壳体用于盛装电解液和极板组。外壳应耐酸、耐热、耐振动冲击。外壳由橡胶外壳和聚丙烯塑料两种，普遍采用的是塑料外壳。外壳为整体式结构，壳内间壁分成3个或6个互不相通的单格。蓄电池单格电池之间均用铅质联条串联，如图所示。注意：每个单格电池设有一个液孔，可以加注电解液或检测电解液密度。孔盖上设有通气孔，便于排出蓄电池内部气体，防止外壳涨裂，发生事故。4.壳体汽车电气设备构造与维修第2章蓄电池单格电池间穿壁连接示意图5.联条和极桩汽车电气设备构造与维修第2章蓄电池免维护蓄电池•免维护电池的使用优点（1）使用中不需加水；•（2）自放电少；（3）耐过充电性能好；•（4）使用寿命长；（5）内阻小，起动性好。汽车电气设备构造与维修第2章蓄电池蓄电池的型号、规格及选用1)我国蓄电池的型号为：机械工业部JB2599-85《铅蓄电池产品型号编制方法》标准规定。12345例1：EQ1090型车用6-Q-105例2：北京2020型车用6-QA-60串联单格电池数蓄电池类型蓄电池特性额定容量特殊性能汽车电气设备构造与维修第2章蓄电池•1——表示串联的单格电池数，用阿拉伯数字表示。•2——表示电池用途，用汉语拼音字母表示。用Q——起动用蓄电池；M——摩托车用蓄电池；Jc——船用蓄电池；HK——飞机用蓄电池；•3——极板类型，用A——干荷电铅蓄电池；B——薄型极板；W——无需维护铅蓄电池；•4——指20h率额定容量，用阿拉伯数字表示，单位为A·h；•5——特出性能，用汉语拼音字母表示，G——高起动性能。汽车电气设备构造与维修第2章蓄电池2)进口蓄电池的规格进口蓄电池的容量规格是蓄电池国际协会（BCI和）和汽车工程学会（SAE）联合制定的。1）储备容量（RC）指标是用时间来表示的，单位为分钟。2）冷起动性冷起动电流（CCA）是指在-17.80C-28.90C性（-200F）条件下，可获得的某特定意义的最小电流。2.2.4蓄电池规格的选择1.电压必须和汽车电器系统的额定电压一致。2.容量必须满足汽车起动的要求。3.蓄电池大小必须合适。汽车电气设备构造与维修第2章蓄电池2.5蓄电池工作原理和特性1.蓄电池工作原理1）蓄电池放电过程蓄电池的化学能变成电能的过程称放电过程。如图所示。蓄电池放电示意图汽车电气设备构造与维修第2章蓄电池2）充电过程电能变成化学能，如图所示。蓄电池充电示意图汽车电气设备构造与维修第2章蓄电池蓄电池充放电过程中的化学反应方程式为：PbO2+2H2SO4+Pb——2PbSO4+2H2O结论：（1）充电时，形成气泡。（2）放电时，电解液密度下降。（3）正极板附近化学反应较负极板附近化学反应剧烈。放电充电汽车电气设备构造与维修第2章蓄电池•蓄电池充电终了的标志：•（1）电解液中剧烈冒汽泡，呈沸腾现象。(电解水)•（2）电解液相对密度上升到最大值，且在2~3h小时内不再上升。•（3）单格端电压上升到最大值（2.7V），且在2~3小时不再升高。汽车电气设备构造与维修第2章蓄电池蓄电池的容量及其影响因素1.蓄电池的容量概念表示蓄电池的供电能力。当蓄电池以恒流放电时，其容量Q等于放电电流I和放电时间t的乘积，既Q=It（Ah）分类（1）额定容量将充足电的新蓄电池在电解液温度为25℃时，以20h放电率的放电电流连续放电，至12V蓄电池端电压下降到10.5±0.05V时所输出的电量。汽车电气设备构造与维修第2章蓄电池（2）储备容量以25A电流恒流放电至单格电池平均电压降到1.75V时，所维持的放电时间，单位为分钟。汽车电气设备构造与维修第2章蓄电池2.影响容量的因素（1）构造因素对容量的影响极板厚度越薄，活性物质的利用率就越高，容量就越高。极板面积越大，同时参与反应的物质就越多，容量就越大。同性极板中心距越小，蓄电池内阻越小，容量越大。（2）使用因素对容量的影响汽车电气设备构造与维修第2章蓄电池1)放电电流放电电流越大，蓄电池输出的容量越小。注意在使用起动机时，必须严格控制起动时间，每次接入起动机的时间不得超过5s，两次起动应间隔15s以上放电电流与容量关系汽车电气设备构造与维修第2章蓄电池•2)电解液温度电解液温度降低，蓄电池输出的容量减小，如图1-15所示。•注意冬季应注意对蓄电池的保温温度↓→粘度↑→渗入极板困难，活性物质利用率↓→Q↓；同时，粘度↑→内阻↑→内压降↑→端电压↓→Q↓。电解液温度与容量关系汽车电气设备构造与维修第2章蓄电池•3)电解液的相对密度实践证明，采用较低的电解液相对密度，可以提高蓄电池输出大电流的能力和大电流放电时的容量。电解液相对密度对容量的影响如图1-16所示。•注意冬季，在不致结冰的前提下，应尽量采用稍低密度的电解液。电解液相对密度与容量关系汽车电气设备构造与维修第2章蓄电池七、蓄电池的常见故障（一）极板硫化故障特征：蓄电池极板上生成一层白色粗晶粒的PbSO4，在正常充电时不能转化为PbO2和Pb的现象。硫化的电池放电时，电压急剧降低，电池容量减小。蓄电池充电时单格电压上升过快，电解液温度迅速升高，但密度增加缓慢，过早产生气泡，甚至一充电就有气泡。故障原因：①蓄电池长期充电不足或放电后没有及时充电。②蓄电池电解液液面过低，使极板上部与空气接触而被氧化，在汽车行驶过程中，电解液上下波动与极板的氧化部分接触，会生成大晶粒PbSO4硬化层，使极板上部硫化。③长期过量放电或小电流深度放电，使极板深处活性物质的孔隙内生成PbSO4，平时充电不易恢复。④新蓄电池初充电不彻底，活性物质未得到充分还原。⑤电解液密度过高、成分不纯，外部气温变化剧烈。排除方法：轻度硫化的蓄电池，可用小电流长时间充电的方法予以排除；硫化较严重者采用去硫化充电方法消除硫化；硫化特别严重的蓄电池应报废。汽车电气设备构造与维修第2章蓄电池（二）活性物质脱落故障特征：主要指正极板上的活性物质PbO2的脱落。蓄电池容量减小，充电时从加液孔中可看到有褐色物质，电解液浑浊.故障原因：①蓄电池经常过充电，极板孔隙中逸出大量气体，在极板孔隙中造成压力，而使活性物质脱落。②低温大电流放电，密度过高，会导致活性物质脱落。③汽车行驶中的颠簸振动。排除方法：对于活性物质脱落的铅蓄电池，若沉积物较少时，可清除后继续使用；若沉积物较多时，应更换新极板和电解液。汽车电气设备构造与维修第2章蓄电池（三）极板短路故障特征：蓄电池正、负极板直接接触或被其它导电物质搭接称为极板短路。极板短路的蓄电池充电时充电电压很低或为零，电解液温度迅速升高，密度上升很慢，充电末期气泡很少。故障原因：①隔板破损使正、负极板直接接触。②活性物质大量脱落，沉积后将正、负极板连通。③极板组弯曲。④导电物体落入池内。排除方法：出现极板短路时，必须将蓄电池拆开检查。更换破损的隔板，消除沉积的活性物质，校正或更换弯曲的极板组等。汽车电气设备构造与维修第2章蓄电池蓄电池（四）自放电故障特征：蓄电池在无负载的状态下，电量自动消失的现象称为自放电。如果充足电的蓄电池在30天之内每昼夜容量降低超过2%，称为故障性自放电。故障原因：①电解液不纯，杂质与极板之间以及沉附于极板上的不同杂质之间形成电位差，通过电解液产生局部放电。②蓄电池长期存放，硫酸下沉，下部密度比上部密度大，使极板上、下部产生电位差引起自放电。③蓄电池溢出的电解液堆积在电池盖表面，使正、负极柱连通。④极板活性物质脱落，下部沉积物过多使极板短路。排除方法：自放电的蓄电池，可将其正常放完电后，倒出电解液，用蒸馏水反复清洗干净，再加入新电解液，充足电后即可使用。汽车电气设备构造与维修第2章蓄电池1.2.2蓄电池技术状况检测为了及时发现蓄电池的各种内在故障，汽车每行驶1000km，或冬季行驶10天~15天，夏季行驶5天~6天，需对蓄电池进行下列检查：1、电解液液面高度检测：测量方法如图1-17、1-18所示。电解液液面应高出极板10~15mm，电解液不足时应加注蒸馏水。汽车电气设备构造与维修第2章蓄电池1.2.2蓄电池技术状况检测2．检测蓄电池电解液密度电解液的密度用吸式密度计测定，如图1-19所示。将密度计插入电池单体内，吸入电解液，使密度计浮子浮起，电解液液面所在的刻度即为密度值。注意在测量密度时，应同时测量电解液温度，并将测得的电解液相对密度换算成25℃时的相对密度值。判断蓄电池放电程度图1-19测量电解液的密度和温度汽车电气设备构造与维修第2章蓄电池1.2.2蓄电池技术状况检测图1-20内装式密度计的蓄电池1－绿色（充电程度为65％或更高）2－黑色（充电程度低于65％）3－浅黄色（蓄电池有故障）4－蓄电池盖5－观察窗6－光学的荷电状况指示器7－绿色小球注意：（１）根据电解液密度判断放电程度，密度每下降0.01g/cm3，蓄电池放电6％，当蓄电池在夏季放电超过50％，冬季放电超过25％时应及时进行补充充电，否则会使蓄电池早期损坏。（２）如果单格