汽車電氣設(shè)備蓄電池凌永成電子PPT課件

1、 配 套 教 材 信 息教材名稱：汽車電氣設(shè)備（第2版）教材主編：凌永成教材定價：38RMB出版社：北京大學(xué)出版社出版時間/版次：2010年3月第2版 國際標(biāo)準(zhǔn)書號（ISBN ）： 978-7-301-16916-2 教材所屬系列：21世紀(jì)全國高等院校汽車類創(chuàng)新型應(yīng)用人才培養(yǎng)規(guī)劃教材 第1頁/共88頁第2章 蓄電池 汽車電源系統(tǒng)用于向汽車用電設(shè)備提供低壓直流電能，以保證汽車在行駛中和停車時的用電需要。蓄電池和發(fā)電機共同構(gòu)成汽車電源系統(tǒng)。此外，汽車電源系統(tǒng)還包括電壓調(diào)節(jié)器（用于動態(tài)調(diào)節(jié)交流發(fā)電機的輸出電壓）、電流表或其他充電狀態(tài)指示裝置（電壓表或充電指示燈）、鑰匙開關(guān)等，連接關(guān)系如圖2-1所示。

2、 圖2-1交流發(fā)電機、調(diào)節(jié)器、蓄電池的連接電路 第2頁/共88頁2.1 蓄電池的作用與分類 蓄電池的作用 蓄電池（Battery，俗稱電瓶。圖2-2）是一種可逆的直流電源，有放電和充電兩種工作狀態(tài)。 在放電狀態(tài)下，蓄電池可將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽辉诔潆姞顟B(tài)下，蓄電池可將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能。 圖2-2 蓄電池第3頁/共88頁 在汽車上，蓄電池和發(fā)電機并聯(lián)連接（圖2-3），兩者協(xié)同工作，共同為汽車電氣設(shè)備供電。 在發(fā)電機正常工作時，全車用電設(shè)備均由發(fā)電機供電，與此同時，蓄電池將發(fā)電機多余的電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能儲存起來（即蓄電池處于充電狀態(tài)）。圖2-3 蓄電池與汽車電氣設(shè)備并聯(lián)電路第4頁/共88頁蓄電池的具體

3、作用如下：（1）發(fā)動機起動時，蓄電池向起動機和點火系統(tǒng)以及燃油噴射系統(tǒng)供電。（2）發(fā)動機低速運轉(zhuǎn)、發(fā)電機電壓較低時，蓄電池向用電設(shè)備和交流發(fā)電機磁場繞組供電。（3）發(fā)電機出現(xiàn)故障不發(fā)電時，蓄電池向用電設(shè)備供電。（4）發(fā)電機過載時，蓄電池協(xié)助發(fā)電機向用電設(shè)備供電。（5）發(fā)動機熄火停機時，蓄電池向電子時鐘、汽車電子控制單元（ECU/ECM，亦稱計算機、微機、電腦）、音響設(shè)備以及汽車防盜系統(tǒng)供電。 此外，蓄電池還有一些輔助功能。因為蓄電池相當(dāng)于一只大容量的電容器，所以不僅能夠保持汽車電氣系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定，而且還能吸收電路中出現(xiàn)的瞬時過電壓，保護(hù)電子元件不被損壞。第5頁/共88頁對蓄電池的要求起動發(fā)動機

4、時，蓄電池必須能在短時間（510s）內(nèi)向起動機連續(xù)提供強大的起動電流：汽油發(fā)動機一般需要200600A；柴油發(fā)動機一般需要5001000A，甚至更大。 所以，對汽車用蓄電池的基本要求是容量大、內(nèi)阻小，以保證蓄電池具有足夠的起動能力。 起動型鉛酸蓄電池的突出特點是內(nèi)阻小、起動性能好、電壓穩(wěn)定，此外還有成本低、原料豐富等優(yōu)點，所以在汽車上廣泛應(yīng)用。第6頁/共88頁蓄電池的分類汽車用蓄電池有鉛酸蓄電池（Lead-acid Battery）和堿性蓄電池（Alkaline Secondary battery）兩大類。 汽車用鉛酸蓄電池又分為普通型、干荷電型、濕荷電型、免維護(hù)型和膠體型等。 蓄電池在汽車上

5、的安裝位置根據(jù)車型和結(jié)構(gòu)而定，原則上離起動機越近越好。大多數(shù)轎車的蓄電池裝在發(fā)動機艙內(nèi)（圖2-4），也有裝在行李箱內(nèi)（圖2-5），甚至裝在后排乘客座椅下方的；貨車蓄電池的安裝位置以空載時質(zhì)量平衡為原則，一般裝在車架前部的左側(cè)或右側(cè)；客車的蓄電池多裝在車廂內(nèi)。第7頁/共88頁圖2-4 蓄電池裝在發(fā)動機艙內(nèi) 第8頁/共88頁圖2-5 奧迪A4轎車蓄電池裝在行李箱內(nèi)備胎下面 第9頁/共88頁 蓄電池都是用特制的金屬框架和防振墊固定的（圖2-6）。圖2-6 蓄電池的固定方式 第10頁/共88頁圖 蓄電池的固定方式 第11頁/共88頁2.2 鉛酸蓄電池的構(gòu)造與型號鉛酸蓄電池的構(gòu)造現(xiàn)代汽車用鉛酸蓄電池由六

6、只單格電池串聯(lián)而成，每只單格電池的電壓約為2，串聯(lián)后蓄電池電壓為12。鉛酸蓄電池的結(jié)構(gòu)如圖2-7所示，其構(gòu)件主要有極板、隔板、電解液、外殼、聯(lián)條、接線柱等。 圖2-7 鉛酸蓄電池的結(jié)構(gòu) 1隔壁；2凸筋；3負(fù)極板；4隔板；5正極板；6電池殼；7防護(hù)板；8負(fù)接線柱；9通氣孔；10聯(lián)條；11加液螺塞；12正接線柱；13單格電池蓋第12頁/共88頁1.極板 極板（Plate）是蓄電池的核心構(gòu)件，由柵架和活性物質(zhì)組成，形狀如圖2-8所示。 柵架（圖2-9）是用鉛銻合金澆鑄而成的，活性物質(zhì)就涂覆在柵架上。加銻的目的是提高柵架的機械強度和改善澆鑄性能。但是銻有副作用，會加速氫的析出而加快電解液消耗。銻還易從

7、正極板柵架中解析出來而引起蓄電池自放電和柵架腐蝕，縮短蓄電池的使用壽命。圖2-8 極板 圖2-9 柵架 第13頁/共88頁 目前，國內(nèi)外大都采用低銻合金柵架，含銻量為23。為降低蓄電池的內(nèi)阻，改善蓄電池的起動性能，現(xiàn)代汽車蓄電池多采用放射形柵架。 （a）切諾基吉普車蓄電池 （b）上海桑塔納轎車蓄電池 放射形柵架 放射形柵架 圖2-10 放射形柵架結(jié)構(gòu)第14頁/共88頁 極板上的工作物質(zhì)稱為活性物質(zhì)，主要由鉛粉、添加劑與一定密度的稀硫酸混合形成。為防止龜裂和脫落，鉛膏中還摻有玻璃纖維等牽引附著物。 極板分為正極板和負(fù)極板兩種。將涂上鉛膏后的生極板先經(jīng)熱風(fēng)干燥，再放入稀硫酸中進(jìn)行充電便得正、負(fù)極板

8、（圖2-11）。圖2-11正極板（右）和負(fù)極板（左）第15頁/共88頁 正極板（positive plate）上的活性物質(zhì)為二氧化鉛（PbO2），呈棕紅色，負(fù)極板（negative plate）上的活性物質(zhì)為海綿狀純鉛（Pb），呈青灰色。 目前國產(chǎn)蓄電池極板的厚度為1.82.4 mm，國外大都采用1.11.5 mm厚的薄型極板（正極板比負(fù)極板厚）。采用薄型極板可提高蓄電池的比容量和起動性能。圖2-11正極板（右）和負(fù)極板（左）第16頁/共88頁 安裝時各片正、負(fù)極板相互嵌合，中間插入隔板后裝入蓄電池單格內(nèi)便形成單格電池。如圖2-12所示，在每個單格電池中負(fù)極板總比正極板多一片。 因為正極板活性

9、物質(zhì)比較疏松，且正極板處的化學(xué)反應(yīng)劇烈，反應(yīng)前后活性物質(zhì)體積變化較大，所以正極板夾在負(fù)極板之間，可使其兩側(cè)放電均勻，從而減輕正極板的翹曲和活性物質(zhì)脫落。圖2-12 單格蓄電池極板組 第17頁/共88頁2.隔板 為了減少蓄電池的內(nèi)阻和尺寸，蓄電池的正、負(fù)極板應(yīng)盡可能靠近。為了防止相鄰正負(fù)極板彼此接觸而短路，正、負(fù)極板之間要用隔板（separator）隔開。圖2-13袋式（信封式）隔板 有的廠家用微孔塑料袋做成袋式隔板（因其形似信封，故亦稱信封式隔板，圖2-13），套在正極板上，可以有效地防止活性物質(zhì)脫落。第18頁/共88頁3.電解液 電解液（electrolyte，俗稱電瓶水。圖2-14）是用純

10、凈硫酸和純凈蒸餾水（distilled water）按一定比例配制而成的稀硫酸溶液。圖2-14 常見的成品蓄電池電解液第19頁/共88頁 電解液的密度對蓄電池的性能和壽命影響很大。 為了提高蓄電池容量和降低電解液的冰點，希望電解液的密度大一些。但密度過大，會使流動性變差，反而會降低蓄電池的容量，而且還會加快隔板和極板的損壞，縮短蓄電池的使用壽命。氣候條件氣候條件蓄電池完全充足電時電解液的密度（蓄電池完全充足電時電解液的密度（25）（）（gcm3）冬季冬季夏季夏季冬季氣溫低于冬季氣溫低于40的地區(qū)的地區(qū)1.301.26冬季氣溫在冬季氣溫在4030的地區(qū)的地區(qū)1.281.24冬季氣溫在冬季氣溫在3

11、020的地區(qū)的地區(qū)1.271.24冬季氣溫在冬季氣溫在200的地區(qū)的地區(qū)1.261.23冬季氣溫在冬季氣溫在0以上的地區(qū)以上的地區(qū)1.231.23表2-1 不同地區(qū)和氣候條件下電解液的密度第20頁/共88頁4.外殼 外殼（housing）用來盛裝電解液和極板組，使蓄電池構(gòu)成一個整體。外殼材料有硬橡膠和塑料兩種。每個單格的蓋板中間有加液孔，可以用來檢查液面高度和測量電解液的密度，加液孔平時用加液螺塞擰緊。加液螺塞中心的通氣孔（圖2-15）應(yīng)保持暢通，使蓄電池在電化學(xué)反應(yīng)中放出的氣體可隨時逸出。圖2-15 蓄電池加液孔、加液螺塞及通氣孔第21頁/共88頁5.接線柱 鉛酸蓄電池首尾兩極板組的橫板上焊

12、有接線柱（terminal post，亦稱極樁。），接線柱有圓錐形、L形和側(cè)孔形三種，如圖2-16所示。 側(cè)孔形 圓錐形 L形 圖2-16 鉛酸蓄電池接線柱外形第22頁/共88頁 如圖2-17所示，正接線柱連接去起動機和電流表的電線，負(fù)接線柱連接去車身或車架的搭鐵電線。圖2-17 大眾速騰轎車蓄電池接線柱（極樁）第23頁/共88頁 為了便于區(qū)分，正接線柱附近標(biāo)有“”或“P”記號（圖2-18），負(fù)接線柱附近標(biāo)有“”或“N”記號（圖2-19），有些蓄電池正接線柱上涂有紅色油漆。圖2-18 正接線柱旁邊標(biāo)有“”記號 圖2-19 負(fù)接線柱附近標(biāo)有“”記號 第24頁/共88頁6.聯(lián)條 聯(lián)條（cell c

13、onnector）的作用是將單格蓄電池串聯(lián)起來，提高整個蓄電池的端電壓。聯(lián)條一般由鉛銻合金鑄造而成，硬橡膠外殼蓄電池的聯(lián)條位于電池上方，塑料外殼蓄電池則采用穿墻式聯(lián)條，如圖2-20所示。（a）外露式聯(lián)條連接 （b）內(nèi)部穿墻式連接 （c）跨越式連接圖2-20 單格電池的連接方式第25頁/共88頁鉛酸蓄電池的型號與選用1. 鉛酸蓄電池的型號 按機械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB 25991985鉛酸蓄電池產(chǎn)品型號編制方法的規(guī)定，鉛酸蓄電池型號由三部分組成，其內(nèi)容及排列如下：（1 ）串聯(lián)單格電池數(shù)。串聯(lián)單格電池數(shù)是指該電池總成所包含的單格電池數(shù)目，用一位阿拉伯?dāng)?shù)字表示。（2）電池類型。根據(jù)其主要用途劃分，用一個漢語拼

14、音字母表示，起動型鉛酸蓄電池用“Q”表示，代號“Q”是“起”的第一個漢語拼音字母。第26頁/共88頁（3）電池特征。電池特征為附加部分，用一個漢語拼音字母表示，僅在同類用途的產(chǎn)品有某種特征，而在型號中又必須加以區(qū)別時采用。當(dāng)產(chǎn)品同時具有兩種特征時，應(yīng)按表2-2順序?qū)蓚€代號并列標(biāo)志。序序 號號1234567產(chǎn)產(chǎn) 品品干荷電干荷電濕荷電濕荷電免維護(hù)免維護(hù)少維護(hù)少維護(hù) 激活式激活式密閉式密閉式膠質(zhì)電解液膠質(zhì)電解液代代 號號AHWSIMJ表2-2 常見電池產(chǎn)品特征代號（4）額定容量。額定容量是指20h放電率額定容量，用阿拉伯?dāng)?shù)字表示，單位為Ah，在型號中可省略不寫。有時在額定容量后面用一個字母表示特

15、殊性能，如“G”表示高起動率，“S”表示塑料外殼，“D”表示低溫起動性好。第27頁/共88頁（5）鉛酸蓄電池產(chǎn)品型號舉例。6Q105：表示由6個單格串聯(lián)，額定電壓為12V，額定容量為105Ah的起動型蓄電池。6QAW100：表示由6個單格串聯(lián)，額定電壓為12V，額定容量為100Ah的起動型干荷電免維護(hù)蓄電池。6QA40S：表示由6個單格串聯(lián)，額定電壓為12，額定容量為40Ah的起動型干荷電塑料外殼蓄電池。第28頁/共88頁2.蓄電池的選用 和選用其他汽車外購件一樣，要先選“型”，再選“號”。 選用汽車蓄電池，首先要選起動型，然后再選電壓和容量。主要根據(jù)起動機要求的電壓和容量來選擇蓄電池，一般應(yīng)

16、滿足連續(xù)起動三次以上的要求。 每車盡量選用一個蓄電池，實在不行，才選用兩個蓄電池。若電壓不夠，則兩個電池串聯(lián)，每個蓄電池的電壓為總電壓的12，但是新舊蓄電池不可混用。第29頁/共88頁2.3 蓄電池的工作原理與特性蓄電池的基本工作原理 鉛酸蓄電池在充、放電過程中的化學(xué)反應(yīng)是可逆的，其電化學(xué)反應(yīng)方程式可簡化為：（2-1） 鉛酸蓄電池充、放電反應(yīng)原理如圖2-21所示。當(dāng)接通外電路負(fù)載蓄電池放電時，正極板上的PbO2和負(fù)極板的Pb都變成了PbSO4，電解液中的硫酸減少，水增多，電解液密度下降。第30頁/共88頁 （a）放電 （b）充電 （c）過充電 圖2-21 鉛酸蓄電池反應(yīng)原理 在蓄電池處于過充電

17、時，會引起水的電解。其反應(yīng)式為：（2-2） 第31頁/共88頁蓄電池的工作特性1.靜止電動勢 蓄電池處于靜止?fàn)顟B(tài)（不充電也不放電）時，正、負(fù)極板間的電位差（即開路電壓）稱為靜止電動勢。 2.內(nèi)阻 電流流過鉛酸蓄電池時所受到的阻力稱為鉛酸蓄電池的內(nèi)阻。鉛酸蓄電池的內(nèi)阻包括極板、隔板、電解液和聯(lián)條的電阻。在正常狀態(tài)下，鉛酸蓄電池的內(nèi)阻很小，所以能夠供給幾百安培甚至上千安培的起動電流。 電解液的電阻與其密度和溫度有關(guān)。如6Q75型鉛酸蓄電池在溫度為+40時的內(nèi)阻為0.01，而在20時內(nèi)阻為0.019，可見，內(nèi)阻隨溫度降低而增大。第32頁/共88頁 電解液電阻與密度的關(guān)系如圖2-22所示。由圖可見，電

18、解液密度為1.20gcm3（15）時其電阻最小。同時，在該密度下，電解液的粘度也比較小。密度過高、過低時，電解液的電阻都會增大。 因此，適當(dāng)采用低密度電解液和提高電解液溫度（如冬季對電池采取保溫措施），對降低蓄電池內(nèi)阻、提高起動性能十分有利。圖2-22 電解液電阻與密度的關(guān)系第33頁/共88頁3.放電特性 鉛酸蓄電池的放電特性是指在恒流放電過程中，鉛酸蓄電池的端電壓和電解液密度隨放電時間而變化的規(guī)律。圖2-23 恒流放電特性曲線 圖2-23所示為6QA60型干荷電蓄電池以3A電流放電時的特性曲線圖。放電終了的特征： 單格電池電壓下降到放電終止電壓（以20h放電率放電時終止電壓為1.75）。 電

19、解液密度下降到最小允許值1.101.12gcm3。第34頁/共88頁4.充電特性 鉛酸蓄電池的充電特性是指在恒流充電過程中，鉛酸蓄電池的端電壓和電解液密度隨充電時間而變化的規(guī)律。圖2-24所示為6QA60型干荷電蓄電池以3A電流充電時的特性曲線圖。圖2-24 恒流充電特性曲線充電終了的特征：蓄電池端電壓和電解液密度上升到最大值且23h內(nèi)不再上升。蓄電池電解液中產(chǎn)生大量氣泡，呈現(xiàn)“沸騰”狀態(tài)。第35頁/共88頁2.4 蓄電池的容量及其影響因素蓄電池的容量 蓄電池在規(guī)定條件（包括放電溫度、放電電流和放電終止電壓）下放出的電量多少或放電時間長短稱為蓄電池的容量，單位為Ah或Amin。1.理論容量 假

20、定活性物質(zhì)全部參加放電反應(yīng)，由活性物質(zhì)質(zhì)量按法拉第電化當(dāng)量定律計算所得容量稱為理論容量。2.實際容量 蓄電池實際放出的電量稱為實際容量。當(dāng)恒流放電時，實際容量C等于放電電流If與放電時間tf之積，即 C =If tf （2-5） 第36頁/共88頁3. 20h放電率額定容量 額定容量是檢驗蓄電池質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，我國采用20h放電率額定容量作為起動用鉛酸蓄電池的額定容量。 根據(jù)國標(biāo)GB 5008.11991起動用鉛酸蓄電池技術(shù)條件的規(guī)定，以20h放電率的放電電流在電解液初始溫度為25，電解液密度為1.28gcm3的條件下，持續(xù)放電到單格蓄電池電壓下降到終止電壓（1.75V）。在此過程中，蓄電

21、池所輸出的總電量，稱為該蓄電池的20h放電率額定容量，記為 ，單位為Ah（安培小時）。20C 例如，6-QA-60型蓄電池，在電解液初始溫度為25時，以3A的放電電流持續(xù)放電20h，單格蓄電池電壓降到1.75，則其額定容量為 =320 Ah=60 Ah。20C第37頁/共88頁4.額定儲備容量 國際蓄電池協(xié)會和美國汽車工程師學(xué)會（SAE）規(guī)定了另外一種蓄電池容量表示方法儲備容量表示法。我國GB5008.11991起動用鉛酸蓄電池技術(shù)條件也對儲備容量的定義和試驗方法作出了相應(yīng)的規(guī)定。 蓄電池的額定儲備容量是指完全充足電的蓄電池，在電解液初始溫度為25條件下，以25A的電流持續(xù)放電，直至單格蓄電池

22、電壓下降到1.75。在此過程中，蓄電池的持續(xù)放電時間，稱為該蓄電池的額定儲備容量，記為 ，單位為min（分鐘）。 蓄電池的額定儲備容量表征汽車在充電系統(tǒng)失效時，蓄電池能為照明和點火系統(tǒng)等用電設(shè)備提供25A恒定電流的能力。汽車裝備的蓄電池的額定儲備容量越大，則該車在充電系統(tǒng)失效狀態(tài)下的持續(xù)行駛能力也就越強。第38頁/共88頁5.起動容量 蓄電池的起動容量表征蓄電池在發(fā)動機電力起動時的供電能力，用倍率和持續(xù)時間表示。蓄電池的起動容量有常溫起動容量和低溫起動容量兩種定義方法。常溫起動容量。 蓄電池的常溫起動容量是指完全充足電的蓄電池，在電解液初始溫度為25條件下，以5min放電率的電流持續(xù)放電5mi

23、n，直至單格蓄電池電壓下降至1.50V。在此過程中，蓄電池所輸出的總電量，稱為該蓄電池的常溫起動容量。低溫起動容量。 蓄電池的低溫起動容量是指完全充足電的蓄電池，在電解液初始溫度為-18條件下，以5min放電率的電流持續(xù)放電2.5min，直至單格蓄電池電壓下降至1.00V。在此過程中，蓄電池所輸出的總電量，稱為該蓄電池的低溫起動容量。第39頁/共88頁影響蓄電池容量的因素 蓄電池容量大小標(biāo)志著蓄電池供電能力的大小。蓄電池容量越大，可提供的電能就越多，供電能力就越大；反之，蓄電池容量越小，則供電能力就越小。1.構(gòu)造因素對蓄電池容量的影響 極板厚度的影響。 極板面積的影響。 同性極板中心距的影響。

24、 2.使用因素對蓄電池容量的影響 放電電流的影響。 電解液溫度的影響。 電解液密度的影響。 第40頁/共88頁2.5 蓄電池的充電充電設(shè)備 所謂充電設(shè)備就是指某種直流電源。汽車上采用的充電設(shè)備是由發(fā)動機驅(qū)動的交流發(fā)電機，充電室采用的多為硅整流充電機、晶閘管整流充電機等。1.硅整流充電機的型號 硅整流充電機的型號由五部分組成：（1）第一部分是元件種類代號，硅元件用“G”表示，晶閘管元件用“KG”表示。（2）第二部分是用途代號，“C”表示充電用。（3）第三部分是元件的冷卻方式代號，“A”表示自然冷卻，“S”表示水冷，“F”表示強迫冷卻，“J”表示油冷。（4）第四部分用數(shù)字表示額定整流電流值（A）。

25、（5）第五部分用數(shù)字表示額定整流電壓值（V）。第41頁/共88頁舉例：GCA -6072 表示該充電機為硅整流自然冷卻充電機、額定電流為60A，額定電壓為72V。 KGCA-1536 表示該充電機為晶閘管整流自然冷卻充電機，額定電流為15A，額定電壓為36V。2.硅整流充電機的特點 硅整流充電機主要由交流電源與硅二極管組成，通過整流電路將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?，以供蓄電池充電之用。圖2-25 硅整流充電機的主電路 圖2-26 充電機的外形第42頁/共88頁3.可控硅充電機圖2-27 充電機的正面 圖2-28 充電機的背面 1）KGCA-20A100型可控硅充電機主要性能指標(biāo)輸出電流在020A范圍內(nèi)

26、連續(xù)可調(diào)。輸入電壓在150250V范圍內(nèi)均可。電壓自動控制有6V、12V、24V、36V、48V、60V六擋。第43頁/共88頁2）使用方法交流輸入用三根銅導(dǎo)線分別對應(yīng)連接220V交流電源及搭鐵。將被充電蓄電池連接成電池組，然后將電池組的正、負(fù)極對應(yīng)連接充電機輸出接線柱的正、負(fù)極。使用自動控制方式時，若要對一只12V電池充電，應(yīng)按下12V按鍵；若為兩只12V電池串聯(lián)，則應(yīng)按下24V按鍵，依此類推。若不使用自動控制，則不按自動控制鍵。3）充電過程電路連接完畢，采用自動控制方式時，先將電流調(diào)節(jié)旋鈕逆時針方向旋至極限位置（充電電流為零），再按下相應(yīng)鍵。 扳動電源開關(guān)后，旋動電流調(diào)節(jié)旋鈕，輸出電流表指

27、示出充電電流大小，充電指示燈點亮。蓄電池充足電后，充電機自動停止充電，并發(fā)出報警聲。第44頁/共88頁若不選用自動控制方式，蓄電池充滿電時，需由操作人員根據(jù)電池特征判斷是否關(guān)機。若電路或充電機自身發(fā)生故障，故障報警燈點亮，同時發(fā)出報警聲。充電方法1.定流充電 在充電過程中，保持充電電流恒定的充電方法稱為定流充電。采用定流充電可以將不同電壓等級的蓄電池串在一起充電，充電電流應(yīng)按照容量最小的電池來選擇，當(dāng)小容量蓄電池充足電后，應(yīng)及時摘除，然后再繼續(xù)給大容量蓄電池充電。圖2-29 定流充電 第45頁/共88頁2.定壓充電 在充電過程中，保持充電電壓恒定的充電方法稱為定壓充電。汽車上的充電系統(tǒng)采用電壓

28、調(diào)節(jié)器實現(xiàn)對充電電壓恒定的控制。 定壓充電電壓選擇：一般每單格電池約需2.5，即6電池需要充電電壓約為7.5，12電池需要充電電壓約為15V。定壓充電的特點是充電效率高，開始45h內(nèi)，就可獲得9095的充電量，可大大縮短充電時間。定壓充電電壓選擇合適時，電池充足后，充電電流會自動趨向于零，使充電自動停止，這就不必由人工經(jīng)常調(diào)整和照管。圖2-30 定壓充電 第46頁/共88頁3.快速脈沖充電 快速脈沖充電采用自動控制電路對蓄電池進(jìn)行正反向脈沖充電，可以提高充電效率，使用中的蓄電池補充充電只需0.51.5h。1）脈沖快速充電過程圖2-31 充電的電流波形充電初期，采用大電流充電（相當(dāng)于額定容量的（

29、0.81）C20的電流），使蓄電池在較短時間內(nèi)達(dá)到額定容量的60左右。當(dāng)單格電壓上升到2.4V、電解液開始分解而冒氣泡時，控制電路發(fā)生作用，停止大電流充電。 第47頁/共88頁先停止充電2430ms（稱前停充），接著再放電或反充，使蓄電池反向通過一個較大的脈沖電流，以消除極板孔隙中形成的氣泡，然后再停止放電25ms（稱為后停充）。進(jìn)行循環(huán)脈沖充電。其循環(huán)過程是：正脈沖充電前停充負(fù)脈沖瞬間放電后停充正脈沖充電充足。圖2-31 充電的電流波形第48頁/共88頁2）脈沖快速充電的特點充電時間短、省時，新蓄電池初次充電一般不超過5h，舊蓄電池補充充電時間更短，只需0.51.5h，大大提高了充電效率。

30、一般來講，經(jīng)快速充電的蓄電池只是提高了充電容量，并未充足電。若想充足，尚需用小電流或正常充電電流進(jìn)行最后充電。多數(shù)快速充電設(shè)備都裝有節(jié)溫器，充電時將其插入蓄電池的注液口中。當(dāng)電解液溫度超過一定溫度（通常為50）時，設(shè)備會自動停電。省電、節(jié)能，消耗電能僅為常規(guī)充電的8085。對蓄電池的壽命有一定影響，仍需進(jìn)一步改進(jìn)。第49頁/共88頁充電種類1.初充電及充電步驟 對新蓄電池或更換極板的蓄電池在使用前進(jìn)行的首次充電，稱為初充電。 初充電一般采用定流充電，初充電的一般步驟如下：先按蓄電池制造廠的規(guī)定，加注一定密度的電解液（電解液加入前溫度不得超過30）靜置68h，再將液面調(diào)整到高于極板1015 mm

31、。電解液溫度低于25時才能進(jìn)行充電。 初充電的目的是還原普通極板在存放期間被氧化的活性物質(zhì)。因此，初充電對蓄電池的使用性能影響很大，若充電不徹底，會導(dǎo)致蓄電池永久性的充電不足，致使蓄電池容量不足、壽命縮短。第50頁/共88頁 接通充電電路，為避免過熱，第一階段應(yīng)選 /15的電流，充電到電解液中開始冒氣泡，單格電壓上升到2.4為止；第二階段將充電電流減半，繼續(xù)充電到電解液劇烈放出氣泡（沸騰），單格電壓到達(dá)2.7，密度和單格電壓連續(xù)23h穩(wěn)定不變?yōu)橹梗砍潆姇r間約為6070h。 充電過程中應(yīng)經(jīng)常測量電解液溫度，若溫度上升到40，應(yīng)將電流減半，如繼續(xù)上升到45，應(yīng)立即停止充電，并采用人工冷卻（可采

32、用強制通風(fēng)或?qū)⑿铍姵刂糜诶鋮s水槽中），待冷至35以下再充電。充電過程中，如減少充電電流，應(yīng)適當(dāng)延長充電時間。 初充電臨近完畢時，應(yīng)測量電解液密度，如不符合規(guī)定，應(yīng)用蒸餾水或密度為1.40的電解液進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整后，應(yīng)再充2h，若密度仍不符合規(guī)定，應(yīng)再調(diào)整并充電2h，直至密度符合要求為止，然后將加液孔蓋擰上，把蓄電池表面清潔干凈。20C第51頁/共88頁2.補充充電及充電步驟 蓄電池使用后的充電，稱為補充充電。蓄電池在汽車上由發(fā)電機進(jìn)行的定壓充電，由于不能保證蓄電池徹底充足，而使蓄電池容量下降時，為防止產(chǎn)生硫化，每隔兩個月應(yīng)進(jìn)行一次補充充電。蓄電池存電不足的特征為：電解液密度下降到1.20 gcm

33、3以下。冬季放電超過額定容量 的25，夏季放電超過額定容量 的50。燈光暗淡、起動無力、喇叭沙啞。20C20C 補充充電過程和方法與初充電基本相同，充電第一階段以 /10的電流充到冒氣泡，電壓到達(dá)2.4。第二階段將電流減半，充到“沸騰”，單格電壓到達(dá)2.7，電解液密度上升到最高值，且23h保持不變，即充電結(jié)束。平時補充充電一般需要1317h。20C第52頁/共88頁3.快速脈沖充電及充電步驟 快速脈沖充電前，應(yīng)先檢查電解液密度，并根據(jù)其全充電狀態(tài)時的密度值計算蓄電池的剩余容量，以確定初充電時間，并將充電設(shè)備上的定時器調(diào)到相應(yīng)時間上。 多數(shù)快速充電設(shè)備都裝有溫度傳感器，將其插入蓄電池加液口中，當(dāng)

34、電解液溫度超過50時，設(shè)備會自動停充。電解液密度電解液密度剩余容量剩余容量初充電時間初充電時間min電解液密度電解液密度剩余容剩余容量量初充電時間初充電時間min全充電時的全充電時的密度密度1.26010001.1751.2005030高于高于1.22575以上以上101.1501.17550451.2001.2255015低于低于1.15025以下以下60表2-4 快速充電時間與電解液密度的關(guān)系第53頁/共88頁4.去硫充電及充電步驟 蓄電池產(chǎn)生硫化故障后，其內(nèi)阻將顯著增大，開始充電時充電電壓較高（嚴(yán)重硫化者高達(dá)2.8以上），溫升亦較快。對嚴(yán)重硫化的蓄電池，只能報廢；對硫化程度較輕的蓄電池，

35、可以通過充電予以消除。 這種消除硫化的充電工藝稱為去硫充電，去硫充電的步驟如下：首先倒出蓄電池內(nèi)的電解液，用蒸餾水沖洗兩次后，再加入足夠的蒸餾水。接通充電電路，將電流調(diào)到初充電第二階段電流值進(jìn)行充電。當(dāng)密度升到1.15gcm3時，倒出電解液，換加蒸餾水再次充電，直到密度不再增加為止。以20h放電率放電至單格電池電壓降到1.75時，再進(jìn)行上述充電，充后又放電，如此充、放電循環(huán)，直到輸出容量達(dá)到額定容量值的80以上后，即可投入使用。第54頁/共88頁5.充電時的注意事項 嚴(yán)格遵守充電規(guī)范。配制和注入電解液時，要嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)則和器皿的使用規(guī)則。充電時，應(yīng)先接好蓄電池線，導(dǎo)線連接必須可靠，防止發(fā)

36、生火花；停止充電時，應(yīng)先切斷充電機交流電源。充電過程中，要經(jīng)常測量各個單格電池的電壓和密度，及時判斷充電程度和技術(shù)狀況。 充電時要打開蓄電池加液孔蓋，使氫氣、氧氣順利逸出，并保持充電場所通風(fēng)良好，以免發(fā)生事故。 初充電工作應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，不可長時間中斷。 充電過程中，要注意測量各個單格電池的溫升，以免溫度過高影響鉛酸蓄電池的使用性能，也可采用風(fēng)冷和水冷的方法來降溫。充電室要安裝通風(fēng)設(shè)備，嚴(yán)禁用明火取暖，充電機和蓄電池應(yīng)隔室放置。第55頁/共88頁2.6 改進(jìn)型鉛酸蓄電池干荷電式蓄電池 普通鉛酸蓄電池負(fù)極板在儲運過程中，活性物質(zhì)微粒表面易被氧化，這樣新電池灌入電解液就會損耗一部分能量。為把這部分物質(zhì)

37、還原，需進(jìn)行比較煩瑣的初充電。 干荷電式起動型鉛酸蓄電池負(fù)極板的活性物質(zhì)在鉛中配有一定比例的抗氧化劑，如松香、羊毛脂和脂肪酸等。經(jīng)深化處理后，使活性物質(zhì)形成較深層的海綿狀結(jié)構(gòu)，再經(jīng)防氧化浸漬處理，極板表面附著了一層較薄的保護(hù)膜，提高了抗氧化性能，最后還經(jīng)惰性氣體或真空干燥處理。 經(jīng)過這樣的處理，能使負(fù)極板上的海綿狀純鉛在空氣中長期干存而不氧化，在化成中獲得的大量“負(fù)電荷”不至于消失，達(dá)到了負(fù)極板在干燥狀態(tài)下長期保存電荷的目的（一般為12年）。第56頁/共88頁 目前，干荷電式蓄電池均采用穿墻跨接式聯(lián)條、整體塑料容器結(jié)構(gòu)（圖2-32），現(xiàn)已大批量生產(chǎn)，基本上取代了傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池。圖2-32 干

38、荷電式蓄電池1下固定槽；2接線柱；3加液螺塞；4殼體；5極板組第57頁/共88頁 初次使用干荷電式蓄電池時，需將蓄電池加液蓋旋開，疏通通氣孔（有的采用蠟封口，有些采用封條貼封），加入標(biāo)準(zhǔn)的電解液到規(guī)定高度，記下密度和溫度，將蓄電池靜放20 min，然后再測量電解液溫度和密度，如溫度上升不到6，密度下降不到0.01gcm3，蓄電池即可使用。 若超過以上規(guī)定差值，應(yīng)按照正常充電率對蓄電池充電。干荷電式蓄電池除不必長時間初充電外，其使用與維護(hù)要求和普通鉛酸蓄電池完全一致。 在下列情況下，應(yīng)對干荷電式蓄電池補充充電，并達(dá)到充足電狀態(tài)。（1）電解液注入后，超過48h不使用者。（2）蓄電池干態(tài)儲存超過一年

39、有效期者。第58頁/共88頁免維護(hù)蓄電池免維護(hù)蓄電池（Maintenance-Free Battery，MF Battery）在許多方面與普通鉛酸蓄電池不同，其最大特點除幾個非常小的通氣孔外，其余部分全部密封，除需要保持表面清潔外，不需做其他維護(hù)工作。 圖2-33 免維護(hù)蓄電池1下固定槽；2鉛鈣柵架；3袋式（信封式）隔板；4活性物質(zhì)；5穿墻聯(lián)條；6消焰排氣閥；7內(nèi)裝式密度計；8冷鍛式接線柱；9殼體第59頁/共88頁 免維護(hù)蓄電池柵架去除了銻的成分，這就避免了普通鉛酸蓄電池的許多常發(fā)生的故障，如自行放電、過量充電、水分消耗過快和熱破壞等。熱破壞是指蓄電池工作溫度過高時所出現(xiàn)的或者是當(dāng)充電系統(tǒng)調(diào)節(jié)

40、失效加之電解液溫度升高所造成的柵架腐蝕、活性物質(zhì)脫落等現(xiàn)象，過量充電是普通鉛酸蓄電池冒氣泡的主要原因。第60頁/共88頁 免維護(hù)鉛酸蓄電池柵架材料使用了鉛鈣合金，這種結(jié)構(gòu)能使蓄電池在充電末期達(dá)到更高的電動勢，且使過充電時的水分消耗減少80以上。免維護(hù)蓄電池內(nèi)部常配有內(nèi)裝式電解液密度計。密度計指示器以不同顏色顯示蓄電池的存電情況及液面高度。第61頁/共88頁 免維護(hù)蓄電池在設(shè)計上還有以下一些特點，高強度低阻值薄型（1.11.5 mm）柵架、密封的外殼、穿墻式聯(lián)條、平底結(jié)構(gòu)的大儲液室、袋式隔板。這種蓄電池比普通蓄電池體積要小，質(zhì)量也輕。免維護(hù)蓄電池通氣孔采用新型安全通氣裝置，可避免蓄電池內(nèi)的酸氣與

41、外部的火花直接接觸，以防爆炸。通氣塞中還裝入催化劑鈀，可幫助排出的氫氧離子結(jié)合生成水再回到電池中去。這種通氣裝置還可以使蓄電池頂部和接線柱保持清潔，減少接線柱的腐蝕，保證接線牢固可靠。第62頁/共88頁 免維護(hù)型蓄電池因具有下列優(yōu)點，得到廣泛使用。（1）使用中無需添加蒸餾水。（2）接線柱不會腐蝕。（3）自放電少，壽命長，使用時一般不需補充充電（3.54年，短途車可行駛8000km，長途車可行駛4000048000 km）。（4）比傳統(tǒng)鉛酸蓄電池具有更大的起動功率等。第63頁/共88頁螺旋狀極板膠體型免維護(hù)蓄電池螺旋狀極板的膠體型免維護(hù)蓄電池結(jié)構(gòu)具有下列特點：（1）蓄電池極板及隔板呈螺旋緊密捆綁

42、狀，使得同樣容積極板反應(yīng)面積增大（比普通蓄電池幾乎大一倍），低溫起動電流更高，起動性能更好。圖2-34 膠體型免維護(hù)蓄電池1膠體電解液；2殼體；3聯(lián)條；4通氣塞；5接線柱；6極板；7隔板（2）膠體狀電解液粘附于極薄的纖維隔板網(wǎng)材料上，40低溫也不會結(jié)冰，高溫65時不會漏液、漏氣?？梢砸匀魏谓嵌裙潭姵?。第64頁/共88頁（3）自放電極少。它可在不使用狀態(tài)下至少放置10個月以上，放置250天后仍能保持50以上的容量。（4）過充電性能好。能在1h內(nèi)以100A的大充電電流應(yīng)急充足。第65頁/共88頁螺旋狀極板的膠體型免維護(hù)蓄電池第66頁/共88頁寶馬車用蓄電池新技術(shù)1.AGM免維護(hù)蓄電池在寶馬車（E

43、46/E60等）上，現(xiàn)在配裝鉛-鈣合金柵架AGM免維護(hù)蓄電池（Absorbed Glass Mat，即采用可吸收玻璃纖維網(wǎng)袋式隔板的免維護(hù)蓄電池），安裝在行李箱右側(cè)。 圖2-35 AGM免維護(hù)蓄電池及其安裝位置1-連接起動機的大線；2-導(dǎo)線（連接智能蓄電池傳感器IBS）；3-正極導(dǎo)線（給發(fā)動機和變速器電控系統(tǒng)供電）；4-B+導(dǎo)線（連接智能蓄電池傳感器IBS電子裝置）；5- B+導(dǎo)線（連接輔助加熱器）；6- B+導(dǎo)線（連接電器接線盒）；7-蓄電池負(fù)極線（接地搭鐵）第67頁/共88頁2.智能蓄電池傳感器IBS 智能蓄電池傳感器IBS（Intelligent Battery Sensor）是一個自身

44、帶有微型控制器 C 的傳感器。IBS 持續(xù)測量蓄電池端電壓、蓄電池充電/放電電流和蓄電池電解液溫度，監(jiān)控蓄電池的工作狀態(tài)和健康狀態(tài)。圖2-36IBS 分解圖1-蓄電池接線柱；2-分流器；3-間隔墊圈；4-螺栓；5-接地線 IBS 直接安裝在蓄電池的負(fù)極上，其結(jié)構(gòu)如圖2-36所示。IBS的電源通過一根單獨的導(dǎo)線供應(yīng)。IBS通過串行數(shù)據(jù)接口BSD與寶馬車載電腦即數(shù)字式發(fā)動機電子控制單元DME 或數(shù)字式柴油發(fā)動機電子控制單元DDE進(jìn)行通信，通報蓄電池的工作狀態(tài)和健康狀態(tài)。第68頁/共88頁3.安全蓄電池端子 在寶馬車上，蓄電池正極上連接有安全蓄電池端子，用于在緊急狀態(tài)（如劇烈撞車時如果燃油泄漏可能導(dǎo)

45、致的爆炸）下的斷電防護(hù)。 圖2-37 安全蓄電池端子1-夾緊螺絲；2-導(dǎo)線接頭；3-B+端子；4-保護(hù)罩；5-鎖止爪；6-蓄電池導(dǎo)線；7-控制導(dǎo)線；8-蓄電池端子第69頁/共88頁 在正常情況下，蓄電池導(dǎo)線與正極端子保持連接狀態(tài)。當(dāng)發(fā)生緊急情況時（如劇烈撞車，安全氣囊引爆時），控制單元會在極短的時間（大約0.22ms）內(nèi)發(fā)出起爆指令，使裝在安全蓄電池端子內(nèi)部的推進(jìn)劑點火爆炸，炸開安全蓄電池端子，并使蓄電池導(dǎo)線與正極端子保持在斷開狀態(tài)，以確保安全。a）-安全蓄電池端子處于初始狀態(tài)b）-受控制單元觸發(fā)，推進(jìn)劑點火第70頁/共88頁c）-安全蓄電池端子被斷開 d）-蓄電池導(dǎo)線與正極端子保持在斷開狀態(tài)

46、 第71頁/共88頁2.7 蓄電池的使用、維護(hù)與故障排除蓄電池的使用1.蓄電池的拆裝1）蓄電池正、負(fù)接線柱的識別新蓄電池上鑄有“+”（或P）符號的接線柱為正極，鑄有“”（或N）符號的接線柱為負(fù)極。修理后蓄電池一般涂紅漆的為正極，涂其他漆為負(fù)極?？唇泳€柱自然顏色，呈深褐色的為正極，淺灰色的為負(fù)極。檢查接線柱表面硬度，用平口螺絲刀（一字旋具）在接線柱表面輕劃，較堅硬的為正極，反之為負(fù)極。用萬用表電壓擋檢測，將萬用表置于相應(yīng)的電壓擋位，測量蓄電池電壓：當(dāng)指針偏擺正常時，紅表筆對應(yīng)的為正極，黑表筆對應(yīng)的為負(fù)極。第72頁/共88頁圖2-39 蓄電池極性簡易試燈可自制如圖2-39所示的簡易低壓試燈測試，判

47、定極性。第73頁/共88頁2）蓄電池的拆卸 將點火開關(guān)置于斷開位置；使全車用電設(shè)備與電源斷開。拆卸時應(yīng)先拆負(fù)極柱上的搭鐵線，后拆正極柱上的起動機線。 維修帶故障自診斷功能的電腦系統(tǒng)，在拆蓄電池電線前，應(yīng)先確認(rèn)故障代碼，或在點煙器上插上專用輔助電源，并將點火開關(guān)的“ACC”擋接通。3）蓄電池的安裝 安裝蓄電池時，應(yīng)認(rèn)清正、負(fù)極，保證負(fù)極搭鐵。先接起動機（正極）線，再接（負(fù)極）搭鐵線，以防扳手跌落搭鐵引起蓄電池短路放電。安裝接頭時，應(yīng)先用細(xì)砂紙清潔接線柱和接線頭。 連接接線柱夾頭時，螺栓上應(yīng)先涂上凡士林或潤滑脂，以防氧化生銹，便于以后拆卸。如接線柱小，夾頭大，需要加襯墊時，最好用鉛皮或銅皮，并且只墊半圈。若整圈墊，易氧化腐蝕而接觸不良。第74頁/共88頁2.蓄電池的正確使用（1）三抓。一抓正確及時充電：放完電的蓄電池應(yīng)在24h內(nèi)送到充電車間充電。車上正在使用的蓄電池一般每兩個月補充充電一次，蓄電池的放電程度，冬季不得超過25，夏季不得超過50。帶電解液存放的蓄電池，每兩個月補充充電一次。二抓正確操作使用：不超時連續(xù)使用起動機，每次起動的時間不得超過5s，如果一次未能起動發(fā)動機，應(yīng)休息15s以上，再第二次起