第一章、汽車蓄電池結構原理與檢修（章節(jié)課程）

1、第一章、蓄電池1向陽書屋p主要內容概述構造與型號工作原理和特性蓄電池的容量蓄電池的充電常見故障維護與使用免維護蓄電池2向陽書屋p1-1、概述 蓄電池（俗稱“電瓶”）是一種將化學能轉換成電能的裝置，是可逆的低壓直流電源。一、蓄電池的分類鉛酸蓄電池鎳堿蓄電池普通蓄電池免維護蓄電池干荷電蓄電池膠體蓄電池鐵鎳蓄電池鎘鎳蓄電池3向陽書屋p二、蓄電池的作用在發(fā)動機起動時，向起動機、點火系統(tǒng)等主要用電設備供電。 在發(fā)動機不運行或低速運行時，蓄電池向各種用電設備供電。 當用電設備過多、用電量超過發(fā)電機的供電能力時，蓄電池協(xié)助發(fā)電機向各種用電設備供電。 穩(wěn)定電壓的作用。蓄電池相當于一個大電容，可以吸收電路中瞬間

2、的過電壓，以保護用電設備。4向陽書屋p1-2、蓄電池的構造與型號一、蓄電池的構造 汽車常用的蓄電池為鉛酸蓄電池，12V的蓄電池由6個單格蓄電池串聯(lián)而成，每個單格蓄電池的標稱電壓為2V，充滿電時為2.1V。 鉛酸蓄電池由極板、隔板、電解液和殼體組成。5向陽書屋p1、極板與極板組蓄電池的極板分為正極板和負極板，它們都以鉛銻合金澆鑄成的柵架為骨架，在柵架上填充活性物質制成極板。極板結構活性物質 正極板上的活性物質是深棕色的二氧化鉛(PbO2)， 負極板上的活性物質是海綿狀、青灰色的純鉛(Pb)。6向陽書屋p普通型放射型 目前，蓄電池采用的柵架有二種，一種為普通型，另一種為放射型。其中放射型柵架具有輸

3、出電流大、內阻小的特點，在新型蓄電池中采用。7向陽書屋p極板組單格蓄電池極板組12V蓄電池極板組 為了增大蓄電池的容量，每個單格蓄電池都由多個正、負極板組成極板組。每個正極板都處于兩片負極板之間，使正極板兩側充、放電均勻。8向陽書屋p正、負極板之間裝有絕緣隔板，以防止極板之間短路。隔板應具有多孔性，以便電解液的自由滲透。隔板采用耐酸性和抗堿性的木質、微孔橡膠、微孔塑料及浸樹脂紙質材料制成。 近年來，還將微孔塑料隔板做成袋狀，緊包在正極板的外部，防止活性物質的脫落。2、隔板9向陽書屋p電解液是由化學純的硫酸（H2SO4）和蒸餾水（H2O）按一定比例配制而成的硫酸水溶液（密度為1.241.31克/

4、立方厘米）。64%蒸餾水H2O+36%硫酸H2SO4=電解液密度：1.000密度：1.835密度：1.265 電解液密度對蓄電池的容量和壽命影響大。密度大可以提高蓄電池的容量，減少結冰的危險；但粘度增加，流動性變差，使蓄電池的容量下降，而且腐蝕作用增強，降低極板和隔板的壽命。3、電解液10向陽書屋p 殼體采用耐酸、耐熱和耐震的硬橡膠或聚丙稀塑料制成整體式結構，殼體內分成個互不相通的單格，每個單格內裝有極板組和電解液組成一個單格的蓄電池。 殼體的底部有凸起的筋，用來支撐極板組，并使極板上脫落下來的活性物質落入凹槽中，防止極板短路。4、殼體11向陽書屋p二、蓄電池的規(guī)格型號 蓄電池的型號按JB/T

5、 2599-1993 鉛酸蓄電池產(chǎn)品型號編制方法的規(guī)定，組成如下：額定容量（安時/Ah）類型和特征Q起動型A干荷電式W免維護式單格蓄電池個數(shù)例如：6-QA-1056-QAW-10012向陽書屋p1-3、蓄電池的工作原理與特性一、蓄電池的工作原理 蓄電池是一個化學電源，其充電與放電過程是一種可逆的化學反應。1、電動勢的建立 在正極板處，PbO2與硫酸作用而生成帶正電荷的鉛離子(Pb4+)沉浮在正極板上，使正極板具有約2V的正電位。 在負極板處，鉛電離為鉛離子（Pb2+）和電子(2e)，2個電子留在負極板上，使負極板具有約 -0.1V的負電位。+2V-0.1V2.1V13向陽書屋p正、負極板上生成

6、硫酸鉛（PbSO4），電解液中水份增加。隨著放電的進行，電解液密度減小。 接上負載后的化學反應2、蓄電池的放電14向陽書屋p在外電源的作用下，迫使個電子從正極板返回負極板，形成從正極板流向負極板的充電電流。極板上的硫酸鉛還原成氧化鉛和鉛，電解液中的水份還原成硫酸。隨著充電的進行，電解液中硫酸的成份增加，電解液密度增大。3、充電過程15向陽書屋p二、蓄電池的工作特性1、內阻 蓄電池的內阻由極板電阻、電解液電阻、隔板電阻及聯(lián)條電阻等四部分組成。 極板電阻一般很小，但隨著放電的進行，正負極板上的PbSO4增多，極板電阻增大。 電解液電阻與密度和溫度有關，密度過高或過低，電阻增大；溫度低，粘度大，電阻

7、大。 隔板電阻和聯(lián)條電阻與材料、聯(lián)條形式有關，對一個制造好的蓄電池來說是一個定值。16向陽書屋p2、放電特性 放電特性是將充足電的蓄電池，在以20h放電率的電流連續(xù)放電過程中，端電壓U、電動勢E和電解液密度隨放電時間的變化規(guī)律。 密度隨著放電的進行而直線下降，因此，在使用中可以根據(jù)電解液的密度來判斷蓄電池的放電程度。 靜止電動勢Ej與電解液的密度變化相似，單格蓄電池的放電終止電壓1.75V（10.5V）。17向陽書屋p3、充電特性 充電特性是指在恒電流充電過程中，蓄電池的端電壓U、電動勢E和電解液密度隨時間變化的規(guī)律。 隨著充電的進行，電動勢逐漸升高，電解液密度增大，充滿電后，單格蓄電池的電壓

8、為2.1V（12V.6）。18向陽書屋p 我們可以根據(jù)蓄電池的開路端電壓的大小，來判斷其充電情況：19向陽書屋p1-4、蓄電池的容量及影響因素一、蓄電池的容量C 蓄電池的容量是指在放電允許范圍內，蓄電池輸出的電量： Cft f （安時/Ah）1、額定容量C20 充足電的蓄電池，在電解液溫度為30oC時，以20h放電率的電流連續(xù)放電到規(guī)定的終止電壓時，蓄電池所輸出的電量C20。20向陽書屋p2、起動容量 起動容量表征蓄電池在接起動機時的供電能力，并根據(jù)使用條件分為常溫起動容量和低溫起動容量。 常溫起動容量在電解液溫度為30oC時，以5分鐘放電率的電流，連續(xù)放電到9V（12V蓄電池）時，蓄電池所輸

9、出的容量。 低溫起動容量在電解液溫度為-18oC時，以5分鐘放電率的電流，連續(xù)放電到6V（12V蓄電池）時，蓄電池所輸出的容量。21向陽書屋p二、影響蓄電池容量的因素 蓄電池的容量越大，所存貯的電能越多。蓄電池容量的大小，與放電電流、電解液的密度及極板結構等有關。 放電電流增大，蓄電池的端電壓和容量下降； 溫度越低，蓄電池的容量下降，額定容量是在30oC時測得； 電解液密度增大，可以減少內阻，提高容量，但不能過大； 增大極板面積和片數(shù)，可以增大容量。采用簿型極板、增加極板的片數(shù)，可以在不增大蓄電池體積的情況下，提高蓄電池的容量。22向陽書屋p1-5、蓄電池的充電一、充電方法 新蓄電池、使用中的

10、蓄電池及修復后的蓄電池等，由于技術狀況不同，采用的充電步驟和規(guī)范也不同。 常用的充電方法有定流充電、定壓充電和脈沖快速充電等三種。23向陽書屋p1、定流充電 在充電過程中，充電電流保持為恒定值的充電方法稱為“定流充電”。 可以將不同電壓值、容量相近的蓄電池串聯(lián)起來充電。如果容量不同，應按容量小的蓄電池來決定充電電流。24向陽書屋p 定流充電的方法：定流充電時，隨著蓄電池電動勢的提高，要保持充電電流恒定，必須提高充電電壓；當單格電壓上升到2.4V時，應將電流減半后再充電，直到單格電壓上升到2.7V，端電壓和電解液密度在2-3小時內保持不變?yōu)橹埂?定流充電的特點：定流充電有較大的適應性，可以根據(jù)需

11、要選擇充電電流，但充電時間長，而且需要經(jīng)常調節(jié)充電電流。一般適用于新蓄電池和故障修復蓄電池的初充電。25向陽書屋p2、定壓充電 在充電過程中，始終保持充電電壓不變的充電方法稱為“定壓充電”。 定壓充電時，可以將相同電壓值的蓄電池并聯(lián)起來一起充電。26向陽書屋p定壓充電電流 定壓充電在充電初期，由于蓄電池的電動勢較低，因而充電電流大；隨著電動勢的升高，充電電流逐漸減小，在接近充電終了時，充電電流已降低到很小值。 定壓充電的特點：充電過程中電解液無沸騰現(xiàn)象，可以減少水分的損失；在充電45小時后，量容可達90%95%，縮短了充電的時間。定壓充電方法適用于蓄電池的補充充電，不適用于新蓄電池和故障蓄電池

12、的初充電，汽車上發(fā)電機對蓄電池的充電為定壓充電。27向陽書屋p3、快速充電 定流和定壓充電的時間長，消耗的電能多，給使用帶來不方便。利用快速充電，完成一次初充電，只需5小時左右；完成一次補充充電約1小時左右。 快速充電具有充電時間短、空氣污染小、節(jié)省能量和去硫化效果明顯等特點，已被廣泛應用。28向陽書屋p二、充電種類 新蓄電池、使用中的蓄電池及修復后的蓄電池等，由于技術狀況不同，采用的充電步驟和規(guī)范也不同。 充電種類有：初充電、補充充電、去硫化充電、鍛煉循環(huán)充電和預防硫化與均衡充電等。其中常用的為初充電和補充充電兩種。29向陽書屋p1、初充電 新蓄電池和修復后的蓄電池的首次充電，稱為初充電，初

13、充電采用定流充電方法。 初充電的特點是充電電流小，充電時間較長。當蓄電池的電量不足時，必須進行補充充電。2、補充充電 補充充電可以采用定壓充電或定流充電方法，如采用定流充電，其充電過程與初充電相似，分為兩個階段，充電電流按補充充電的電流規(guī)范進行，充電時間在13-16小時。30向陽書屋p1-6、蓄電池的常見故障一、極板硫化 蓄電池長期處于充電、放電狀態(tài)，在極板上會生成一層白色的粗晶粒的硫酸鉛，在正常充電時，不能轉化為二氧化鉛和鉛，稱為“硫酸鉛硬化”，簡稱“硫化”。極板硫化的蓄電池的特征為：充電快，放電也快。 產(chǎn)生的原因：詳見教材P15。31向陽書屋p二、自行放電/自放電 充足電的蓄電池，放置不用

14、而逐漸失去電量，稱為“自行放電”。如果每晝夜自行放電損失的容量2%，為正常自行放電；如果每晝夜自行放電損失的容量2%，則為自行放電故障。產(chǎn)生自行放電的原因 1、電解液中含有雜質或極板材料中含有雜質，不同雜質之間形成電位差，引起局部放電。 2、蓄電池蓋上有電解液，使正、負極形成通路。 3、長期不用，硫酸下沉，電解液上下部分濃度不等，形成電位差引起自行放電。 4、極板上活性物質脫落而沉積在殼體的底部，造成極板之間短路。32向陽書屋p三、極板活性物質脫落 活性物質從正極板上脫落下來，沉積在蓄電池的底部，在充電時可以看到褐色物質從底部升起。 正極板上活性物質脫落后，使蓄電池的容量下降，且充電時不易恢復

15、，嚴重時會造成極板短路或自行放電。 造成正極板上活性物質脫落的原因（1）充電時電流過大，溫度過高，經(jīng)常過充電等使活性物質松浮而脫落。（2）放電電流過大、過放電等使極板拱曲，也會造成活性物質脫落。33向陽書屋p四、內部短路 當蓄電池隔極損壞或極板上脫落下來的大量活性物質沉積在蓄電池底部時，都會造成蓄電池內部極板之間的短路。 蓄電池內部極板的短路，使蓄電池的端電壓明顯下降，充電時電解液溫度明顯升高，而端電壓和電解液密度上升緩慢，充電末期氣泡較少或產(chǎn)生氣泡太遲。34向陽書屋p1-7、蓄電池的維護與使用一、蓄電池的維護 1、經(jīng)常擦拭蓄電池表面，保持清潔，以防極間短路。 2、檢查電極端子的連接情況，去掉

16、氧化層，夾緊線夾。 3、檢查液面高度，以防極板硫化。 4、根據(jù)季節(jié)變化及時調節(jié)電解液密度。 5、加液蓋必須擰緊，以防電解液溢出；蓋子上的通氣孔必須暢通，防止充電時氣體排不出而造成殼體破裂。35向陽書屋p 6、在起動時，每次起動時間不超過5S，連續(xù)起動時間間隔大于15S。二、蓄電池技術狀況的檢查1、外觀檢查 外殼有無裂縫、破損及泄漏； 安裝架是否夾緊，有無腐蝕； 正、負極端子是否氧化及腐蝕，電線夾是否腐蝕，連接導線有無破損等； 表面是否清潔，加液孔蓋的通氣孔是否暢通等。36向陽書屋p2、電解液液面的高度檢查 電解液液面應高出極板1015mm，正常使用時應定期檢查液面高度，必要時補充蒸餾水。3、放

17、電程度的判斷 根據(jù)電解液密度的變化，判斷放電程度；37向陽書屋p 用高率放電計模擬接起動機時的負載，測量單格蓄電池在大電流放電時的端電壓來判斷放電程度。38向陽書屋p三、蓄電池的使用1、蓄電池的選擇2、新蓄電池的使用干荷蓄電池加注電解液后30分鐘即可使用。非干荷蓄電池使用之前進行初充電。四、蓄電池的貯存濕貯存加注電解液到正常液面，充足電。干貯存放完電后倒出電解液，并清洗內部。39向陽書屋p1-8、免維護蓄電池 免維護蓄電池也是鉛酸蓄電池，在使用過程中不需添加蒸餾水，正極端子的腐蝕小，自行放電少，且不需要補充充電。因此，免維護蓄電池在轎車上得到廣泛應用，并將逐漸取代現(xiàn)有的普通鉛酸蓄電池。40向陽

18、書屋p一、免維護蓄電池的結構特點1、極板柵架采用鉛鈣合金或低梯合金的柵架，減少了自行放電和水份的消耗。2、隔板采用袋狀隔板，以保護正極板的活性物質不脫落，避免極板之間的短路，延長了使用壽命。3、采用安全通氣孔，在通氣室中設置了氧化鋁過濾器和鈀催化劑，阻止內部硫酸蒸氣的排出，減少了腐蝕作用，并使化學反應中產(chǎn)生的氫離子和氧離子再結合，生成水返回電解液中，從而減少了水份的消耗。41向陽書屋p 4、單格電池之間的連接采用穿壁式連接，縮短了連接電路的長度，減少了內阻，從而減少了能量損耗和改善起動性能。5、有些免維護蓄電池裝有電量指示器（也稱充電指示器），能指示蓄電池的電量或充電程度。指示器顯示綠色、黑色、無色或淺黃色等。42向陽書屋p電量指