汽车蓄电池的维护与故障诊断

汽车蓄电池的维护与故障诊断 姓 名 指导教师 年 月 2 摘 要 主要内容 1 蓄电池的发展及基本概念 2 汽车蓄电池的使用和维护 3 汽车蓄电池的故障诊断与分析 4 汽车蓄电池的应用现状和发展建议 论文重点 论文重点 1 汽车启动用蓄电池的性能规范 构造原理 2 蓄电池的使用和维护方法 3 启动用铅蓄电池 新型蓄电池 电动汽车用高能电池的故障诊断与分析 发现的难点 发现的难点 1 无论是国产还是进口蓄电池 都存在着在使用期限内 逐渐就会出现充电困难 容量降低 自放电严重而导致报废 2 废旧蓄电池再生铅存在着铅回收率低 综合利用率低 能耗高 污染严重等环 境问题 关键词 极板 隔板 电解液 3 目 录 第 1 章 蓄电池的发展及基本概念 6 1 1车用蓄电池简要演变历史 1 2蓄电池的基本概念和作用 第 2 章 汽车蓄电池的使用和维护 18 2 1汽车蓄电池的使用 2 2汽车蓄电池的维护 第 3 章 汽车蓄电池的故障诊断与分析 25 3 1启动用铅蓄电池的故障诊断 3 2新型蓄电池的故障诊断 3 3电动汽车用高能电池 第 4 章 汽车蓄电池的应用现状和发展建议 29 4 1汽车蓄电池应用现状 4 2对未来发展的建议 结论 33 致谢 34 参考文献 35 第一章 汽车蓄电池的发展及基本概念 1 1车用蓄电池简要演变历史 铅酸蓄电池 是最古老的蓄电池 1859 年法国物理学家普兰特发明了 二 2 次电池 即现代 铅酸蓄电池 的原型 这种实用的 铅酸蓄电池 是由腐蚀铅箔 而形成活性物质 1881 年 福尔采用了糊状氧化铅 即用氢化铅和硫酸形成糊膏状涂在铅箔上 作为正极 以增加蓄电池的容量 缩短了制造周期 1882 年 格拉斯顿和特拉普提出双硫酸反应理论 说明 蓄电池 中的化学 反应过程 1883 年 图德把普兰特和福尔的方法结合起来 将氧化铅与硫酸的混合物涂 在经普兰特预处理的板栅上 制造出了出色的铅酸蓄电池 经过不断研究和改进 1937 年又研制出管形正极板 将活性物质装入玻璃 纤维或化学合成纤维的套管中 大大延长了铅酸蓄电池 的寿命 在这之后 30 年时间内 经过多次改进 研究开发了切拉金属板栅技术 玻璃 纤维隔板 单格电池之间穿壁连接技术 热封塑料外壳及盖 一直发展到现今阶 段的完全免维护启动用 铅酸蓄电池 在蓄电池整个使用寿命期间 完全取消了 加水过程 铅酸蓄电池 的发明至今已有一百多年的历史 因其价格低廉 原材料易于获 得 使用上有充分的可靠性 适用于大电流放电及广泛的环境温度范围等优点 在化学电源中一直占有绝对优势 汽车广泛使用内燃机后 铅酸蓄电池 主要作 为内燃机汽车启动电源 铅酸蓄电池 的开路电压高 放电电压平稳 充电效率 高 能够在常温下正常工作 生产技术成熟 价格便宜 在市场上能买到各种不 同规格的铅酸蓄电池 最早的电动汽车就是采用铅酸蓄电池 作为动车能源的 在近代早期开发的EV 和 HEV 混合动力电动汽车 动力性能的要求 1 2 蓄电池的基本概念和作用 1 2 1 基本定义 电能可由多种形式的能量变化得来 其中把化学能转换成电能的装置叫化 3 学电池 一般简称为电池 电池有原电池和蓄电池之分 放电后不能用充电的方式使内部活性物质再生的叫原电池 也称一次性电池 放 电后可以用充电的方式使内部活性物质再生 把电能储存为化学能 需要放电时再次 把化学能转换为电能的电池 叫蓄电池 也称二次电池 1 2 2 常用技术术语 充电 蓄电池从其他直流电源获得电能叫做充电 放电 蓄电池对外电路输出电能时 叫做放电 浮充放电 蓄电池和其他直流电源并联 对外电路输出电能叫做浮充放电 有不间断 供电要求的设备 起备用电源作用的蓄电池都处于该种放电状态 电动势 外电路断开 即没有电流通过电池时在正负极间量得的电位差 叫电池的电 动式 端电压 电路闭合后电池正负极间的电位差叫做电池的电压或端电压 安时容量 电池的容量单位为安时 即 电池容量 Q 安时 I 放 t 放 I 放为放电电流 安 t 放为放电时间 小时 电量效率 安时效率 输出电量与输入电量之间的比叫做电池的电量效率 也叫作 安时效率 电量效率 Q 放 Q 充 100 I 放 t 放 I 充 I 充 100 Q 放 和 Q 充 分别是放电和充电容量 安时 自由放电 由于电池的局部作用造成的电池容量的消耗 容量损失搁置之前的容量之 比 叫做蓄电池的自由放电率 自由放电率 Q1 Q2 Q1 100 Q1 为搁置前放电容量 安 时 Q2 为搁置后放电容量 安时 使用寿命 蓄电池每充电 放电一次 叫做一次充放电循环 蓄电池在保持输出一定 容量的情况下所能进行的充放电循环次数 叫做蓄电池的使用寿命 4 蓄电池作用蓄电池作用 1 起动发动机时 向起动系和点火系供电 2 当发动机低速运转 向用电设备供 电 3 当发动机中 高速运转 将发电机的剩余电能储存起来 4 当发电机过载时 协助发电机向用电设备供电 5 蓄电池还吸收电路中的瞬时过电压 保持汽车电器系 统电压的稳定 保护电子元件 蓄电池分类蓄电池分类 蓄电池是一种化学电源 将化学能转变为电能 属于可逆直流电源 靠内部化学反应 储存电能或向用电设备供电 汽车上使用蓄电池目的为了满足起动发动机需要 所以 通常称为起动型蓄电池 目前燃油汽车上使用蓄电池根据电解液主要有两大类 铅酸 蓄电池 以下简称铅蓄电池 和镍碱蓄电池 几种蓄电池比较几种蓄电池比较 类 型 优 点缺 点适 用 车 辆 铅酸 蓄电池 结构简单 价格便宜 内阻小 电压稳定 可 比容量小 使用寿命相对 一般车辆 5 以短时间供给起动机强 大的起动电流 较短 镍碱 蓄电池 容量大 使用寿命长 维护简单 能承受大电 流放电而不易损坏 活性物质导 电性差 价格 较高 使用时间长 可靠性高的车 辆 电动 车蓄电 池 比容量大 无污染 充 放电性能好 使用 寿命长 结构复杂 成本高 电动汽车 用于汽车上的蓄电池 必须满足发动机需要 即在 1 5s 内的短时间内 提供汽车起动 发动机足够大的电流 汽油机起动电流为 200 600A 柴油机达 1000A 用于汽车上的蓄电池 必须满足发动机需要 即在 1 5s 内的短时间内 提供汽车起动 发动机足够大的电流 汽油机起动电流为 200 600A 柴油机达 1000A 铅蓄电池构造 1 1 极板 极板 2 2 隔板 隔板 3 3 电解液 电解液 4 4 外壳 外壳 5 5 铅连接条 铅连接条 6 6 极柱 极柱 2 2 铅酸蓄电池 铅蓄电池构造 铅蓄电池一般由 3 个或 6 个单格电池串联而成 每个单格电池标称电压为 2V 3 格串 联为 6V 结构如图所示 1 1 极板 极板 6 极板是蓄电池的核心部分 蓄电池充 放电的化学反应主要是依靠极板上的 活性物质与电解液进行的 极板分正极板和负极板 由栅架和活性物质组成 栅架的作用固结活性物质 栅架一般由铅锑合金铸成 具有良好导电性 耐蚀性和 一定机械强度 铅占 94 锑占 6 加入锑是为了改善力学强度和浇铸性能 为了增 加耐腐蚀性 加入 0 1 0 2 的砷 提高硬度与机械强度 增强抗变形能力 延长蓄电 池使用寿命 铅蓄电池构造 正极板上活性物质是二氧化铅 PbO2 呈棕红色 负极板上活性物质海绵状纯铅 Pb 呈青灰色 将正 负极板各一片浸入电解液中 可获得 2V 左右的电动势 为了增大蓄电 池的容量 常将多片正 负极板分别并联 组成正 负极板组 在每个单格电池中 正极板的片数要比负极板少一片 每片正极板都处于两片负极板之间 可以使正极板 两侧放电均匀 避免因放电不均匀造成极板拱曲 国产蓄电池正极板 2 2mm 负极板 1 8mm 国外大多采用薄型极板 铅蓄电池构造 2 隔板 隔板插放在正 负极板之间 防止正 负极板互相接触造成短路 隔板耐酸 具有多孔性 以利于电解液的渗透 常用的隔板材料有木质 微孔橡胶和微孔塑料等 微孔塑料隔板孔径小 孔率高 成本低 因此被广泛采用 3 电解液 电解液在蓄电池的化学反应中 起到离子间导电的作用 并参与蓄电池的化 学反应 电解液由纯硫酸 H2SO4 与蒸馏水按一定比例配制而成 其密度一般为 1 24 1 31g cm3 电解液的纯度对蓄电池的电气性能和使用寿命有重要影响 一般工业用硫酸和普通 水中 含有铁 铜等有害杂质 绝对不能加入到蓄电池中 否则自行放电 损坏极板 4 壳体 7 壳体用于盛放电解液和极板组 应该耐酸 耐热 耐震 壳体多采用硬橡胶 或聚丙烯塑料制成 为整体式结构 底部有凸起的肋条以搁置极板组 壳内由间壁分 成 3 个或 6 个互不相通的单格 各单格之间用铅质联条串联起来 5 单体电池的串接方式 蓄电池一般都由 3 个或 6 个单体电池串联而成 额定电压分别为 6V 或 12V 单体电 池的串接方式一般有传统外露式 穿壁式和跨越式三种方式 如图所示 蓄电池规格型号 型号 JB2599 85 铅蓄电池产品型号编制方法 串联单格数 电池类型和特征 额定容量 特殊性能 如 6 Q A 60 S 序 号 12345 产品特征干荷电湿荷电免维护少维护胶质电解 液 代 号 AHWSJ 2 2 12 2 1 定义定义 铅酸蓄电池是蓄电池的一种 主要特点是采用稀硫酸做电解液 用二氧化铅和绒 状铅分别做为电池的正极和负极的一种酸性蓄电池 2 2 22 2 2 分类分类 按蓄电池极板结构分类 有形成式涂膏式和管式蓄电池 按蓄电池盖和结构分类 有开口式 排气式 防酸隔爆式和密封阀控式蓄电池 按蓄电池维护方式分类 有普通式 少维护式 免维护式蓄电池 按我国有关标准规定主要蓄电池系列产品有 起动型蓄电池 主要用于汽车 拖拉机 柴油机船舶等起动和照明 固定型蓄电池 主要用于通讯 发电厂 计算机系统作为保护 自动控制的备用 电源 牵引型蓄电池 主要用于各种蓄电池车 叉车 铲车等动力电源 8 铁路用蓄电池 主要用于铁路内燃机车 电力机车 客车起动 照明之动力 摩托车蓄电池 主要用于各种规格摩托车起动和照明 煤矿用蓄电池 主要用于电力机车牵引动力电源 储能用蓄电池 主要用于风力 水力发电电能储存 2 1 32 1 3 基本构造 基本构造 铅酸蓄电池主要由以下部分构成 铅酸蓄电池主要由以下部分构成 基本构造 1 正负极板 2 隔板 3 电解液 4 电池壳 盖 5 排气栓 6 铅连接条 7 极柱 8 鞍子 基本构造 1 正负极板 铅酸蓄电池的极板 是蓄电池的基本部件 由它接受入的电能和向外释放电能 极板 可以分为正极板和负极板两种 由于正极板人活性物质二氧化铅的机械强度比负极板 的纯铅差 放电后变成硫酸铅时 体积要增大 正极板机械强度较差 而化学反应又 较强烈 所以每一个单格电池中 负极板总比正极板多一片 保证放电的均匀性 2 隔板 9 电池用隔板是由微孔橡胶 颜料玻璃纤维等材料制成的 主要作用是 防止正负极板短路 使电解液中正负离子顺利通过 阻缓正负极板活性 物质的脱落 防止正负极板因震动而损伤 因此要求隔板要有孔率高 孔径小 耐酸不分泌有害杂质 有一定强度在电解液中电 阻小 具有化学稳定性的特点 3 电解液 电解液是蓄电池的重要组成部份 它的作用是传导电流和参加电化学反应 电解液是由浓硫酸和净化水 去离子水 配制而成的 电解液的纯度和密度对电池容 量和寿命有重要影响 汽车用铅酸蓄电池采用电解液密度为 1 280 0 005g cm 25 稀硫酸 4 电池壳 盖 电池壳 盖是装正 负极板和电解液的容器 一般由塑料和橡胶材料制成 5 排气栓 一般由塑料材料制成 对电池起密封作用 阻止空气进入 防止极板氧化 同时可以 将充电时电池内产生的气体排出电池 避免电池产生危险 使用前 必须将排气栓上的盲孔用铁丝刺穿 以保证气体溢出通畅 其它 蓄电池除上述部件外 还有 6 连条 7 极柱 8 鞍子液面指示器等零 部件 蓄电池工作原理蓄电池工作原理 PbO2 正极板 Pb 负极板 2H2SO4 电解液 2PbSO4 正 正极板 2H2O 电解液 放电 充电 蓄电池工作原理 1 铅蓄电池的放电 当铅蓄电池的正 负极板浸入电解液中时 在正 负极板间就会产生约 2 1V 的 静止电动势 此时若接入负载 在电动势的作用下 电流就会从蓄电池的正极经外电 路流向蓄电池的负极 这一过程称为放电 蓄电池的放电过程是化学能转变为电能的 过程 放电时 正极板上的 PbO2 和负极板上的 Pb 都与电解液中的 H2SO4 反应生成硫 酸铅 PbSO4 沉附在正 负极板上 电解液中 H2SO4 不断减少 密度下降 理论上 放电过程可以进行到极板上的活性物质被耗尽为止 但由于生成的 PbSO4 沉附于极板表面 阻碍电解液向活性物质内层渗透 使得内层活性物质因缺少电解液 而不能参加反应 因此在使用中被称为放完电蓄电池的活性物质利用率只有 20 30 因此 采用薄型极板 增加极板的多孔性 可以提高活性物质的利用率 10 增大蓄电池的容量 蓄电池放电终了特征 1 单格电池电压降到放电终止电压 2 电解液密度降到最小许可值 放电终止电压与放电电流的大小有关 放电电流越大 允许的放电时间就越短 放电终止电压也越低 如下所示 放电电流 A 0 05C20 0 1C200 25C20C203C20 放电时间 20h10h3h25min5min 单格电池终 止电压 V 1 751 701 651 551 50 C20C20 蓄电池的额定容量蓄电池的额定容量 2 铅蓄电池的充电 充电时 蓄电池的正 负极分别与直流电源的正 负极相连 当充电电源的端 电压高于蓄电池的电动势时 在电场的作用下 电流从蓄电池的正极流入 负极流出 这一过程称为充电 蓄电池充电过程是电能转换为化学能的过程 充电时 正 负极板上的充电时 正 负极板上的 PbSO4PbSO4 还原成还原成 PbO2PbO2 和和 PbPb 电解液中的 电解液中的 H2SO4H2SO4 增多 增多 密度上升 铅蓄电池的充电 当充电接近终了时 PbSO4 已基本还原成 PbO2 和 Pb 这时 过剩的充电电流将电 解水 使正极板附近产生 O2 从电解液中逸出 负极板附近产生 H2 从电解液中逸出 电 解液液面高度降低 因此 铅蓄电池需要定期补充蒸馏水 蓄电池充足电的标志是 1 电解液中有大量气泡冒出 呈沸腾状态 2 电解液的密度和蓄电池的端电压上升到规定值 且在 2 3h 内保持不 变 蓄电池容量蓄电池容量 蓄电池容量 在允许的放电范围内所输出的电量 11 蓄电池容量 C 等于放电电流 If 与放电时间 tf 乘积 C If tf 蓄电池的容量与放电电流 放电持续时间及电解液温度有关 1 额定容量 额定容量 指完全充电的蓄电池 在电解液温度为 25 5 摄氏度 密度为 1 28 0 01g ml 时 以 20h 放电率的放电流连续放电到 12V 蓄电池端电压降到 10 50 0 05V 6V 蓄电池端电压降到 5 25 0 02V 时所输出的电量 用 C20 表示 单 位是 A h 2 储备容量 蓄电池的额定储备容量 指完全充足电的蓄电池 在电解液温度为 25 2 摄氏 度时 以 25A 电流放电至 12V 蓄电池端电压达 10 50V 0 05V 6V 蓄电池端电压达 5 25V 0 02V 时 放电所持续的时间 用 Cr n 表示 单位为 min 影响蓄电池容量因素 1 1 结构因素 结构因素 1 极板表面积大 2 极板片数多 参加反应活性物质越多 容量越大 3 极板越薄 活性物质的多孔性越好 则电解液向极板内部的渗透越容 易 活性物质利用率就越高 输出容量也就越大 2 2 使用因素 使用因素 1 放电电流 2 电解液温度 见后图 3 电解液密度 放电电流越大 蓄电池容量就越小 当放电电流增大时 化学反应速度加快 PbSO4 堵塞孔隙速度越快 导致极板内层大量活性物质不能参与反应 蓄电池的实际输 出容量减小 12 电解液密度电解液密度 13 电解液密度 适当提高电解液的密度 可加快电解液的渗透速度 提高蓄电池的电动势和容量 但电解液密度过大 又将导致粘度增加 内阻增大 反而使蓄电池容量降低 14 第二章 汽车蓄电池的使用和维护 2 1 汽车蓄电池的使用 1 正确使用蓄电池的意义 车用蓄电池是一种将化学能转化为电池人装置 属于低压直流电源 它在汽车上雨 发电机并用 并向用电设备供电 机动车辆大都使用铅蓄电池 它具有电动势高 内 阻小 放电平稳等优点 比较适应汽车启动时 短时间内大电流放电的需要 常见一 些车辆上的蓄电池因使用维护不当 尤其是出现故障不能及时排除 便降低了其使用 寿命 增加了运输成本 因此 车用蓄电池的使用 维护与修理应当受到驾驶人员的 重视 铅蓄电池的容量 电气性能和使用寿命不仅取决于产品设计 产品结构和制造质量 也同时取决于使用与维护是否得当 还和用户的使用条件有关 产品的结构和质量虽 然是主要的 可是用户能否按照产品使用说明书的要求进行使用 也在大程度上影响 其电气性能和使用奉命 很多车主都认为蓄电池是一个很简单的东西 平时也不太注意作维护保养 其实在 汽车的日常使用中 蓄电池也算是其最重要的部件之一 启动用铅蓄电池供汽车发动机的启动点火以及照明装置等用电设备使用 当汽车未 发明或发动机转速较低时 启动机 点火机以及其它用电设备所需的电能 都早蓄电 池供给 当汽车发动机正常工作之后 发电机发出的电能 除了供汽车上的用电设备 外 还给蓄电池充电 国产蓄电池的正常使用寿命 一般为 2 年 据统计资料表明 有相当 部分汽车 的蓄电池达不到这个规定 蓄电池使用中应遵循的原则 蓄电池有启动电池和牵引电池之分 而启动电池又包括免维护电池和 加水 电 池 就汽车而言 常用的都是启动电池 因为它可以使汽车储能 然后瞬间释放 所 以说用质量好的启动电池 汽车启动也更为迅速 配用硅整流发电机的车辆 蓄电池必 须负极搭铁 绝对不能搞错 否则会烧坏硅整流发电机的极管而损坏发电机 我们通常所说的 免维护电池 并非真正的 免维护 而是说这种电池在通常 状况下不需要拿出来充电 有些轿车上的免维护蓄电池还装有温度补偿型比重计 可 以指示蓄电池的存放电状态和电解液液位的高度 当比重计的指示眼呈绿色时 表明 充电已足 蓄电池正常 当指示眼绿点很少或为黑色 表明蓄电池需要充电 当指示 眼显示淡黄色 表明蓄电池内部有故障 就需要修理或进行更换 蓄电池的充电出现下列情况之一时应进行充电 电解液比重降至 1 2 以下 冬季放 电超过 25 夏季放电超过 50 灯光暗淡 启动无力 有的车主认为 快速充电可以节省时间 只需要 3 5 个小时 其实不然 快速充电 只是迅速把电池表面激活 而实际上电池内部是没有完全充满电的 15 除了快速充电之外 还有一种为慢充电 充电时间为 10 15 个小时 那些深亏电池 就必须进行慢充电 否则充电时间不够 充电量不足 会直接影响到汽车的行驶性能 虽说充电是个相当简单的操作 但也有一些注意事项 1 向铅酸电池充电时 要穿上 保护衣 2 充电时 蓄电池附近不能有火花 禁止抽烟 3 对一个或对多个蓄电池并 联充电时 充电器电压不要超过 16V 蓄电池使用的特点 1 不要随意采用大容量的蓄电池 因为汽车上的发动机的功率是固定的 因些 输出的电流不能随意增大 当蓄电池容量增大时 会使充电电流不足 长时期的充电 不足 会导致极板不可逆硫酸铅化 反而缩短蓄电池的使用寿命 所以汽车蓄电池必 须采用原有的电器设计规定的型号民 不得加大蓄电池的容量 2 蓄电池的一个极必须和汽车架相连接 利用车架作为一个公共回路 蓄电池正 极与车架相接称正极搭铁 反之 称为负极搭铁 蓄电池无论正极还是负极搭铁 作 用是一样的 但效果上是不一样的 通过实践证明 蓄电池正极搭铁 火花塞跳火容 易 火花塞和分火头的使用寿命较长 蓄电池正极端子腐蚀性较小 其优点是 对无 线电干扰较小 车身和车架的电化学腐蚀也减小 3 蓄电池冬季使用要特别注意经常保持蓄电池充足电状态 以防止电解液密度降 低而结冰 甚至造成容器破裂 极板弯曲或活性物质脱落等故障 在冬天加蒸馏水只 能在发动机正常运转 发动机向蓄电池充电 时进行 这样可让水较快地和电解液混合 减少电解液结冰的危险 而且发动机冷启动时应该进行预热 每次接通启动机的时间 不得超过 3 5S 再次启动应该在 10S 以上 4 不同容量的蓄电池串联使用的害处 两个容量不同的蓄电池串联使用时 容量 小的会过充电或过放电状态 容量大的就会充电不中 造成极板硫化 容量下降 电 解液密度降低 放电电压低 充电电压高 充电时电解液温度上升快 久腺久之使蓄 电池损坏 行车途中 蓄电池损坏的处理 1 蓄电池短路分为内断路和外断路 内断路可以试火的方式查找出故障出在哪一格 从正极桩柱上引一根导线 汽车上用的蓄电池大部分是干荷式蓄电池 其优点 加完 电解液后在不充电的情况下 30 40 分钟内就可以启动汽车 一 在买蓄电池时先鉴别蓄电池上的字母 凡带有 QA 字母的为干荷式蓄电池 16 二 加电解掖时先将电解液摇匀后再加进蓄电池 并注意不得将电解液溅在手和 衣服上 三 没有标志线的蓄电池 电解液加到高过极板 10 15 毫米 mm 即可 有两条 红线的蓄电池 电解液不得超过上边红线 有的司机认为电解液加的越多电量越大 这是错误的 汽车在高速行驶时 发电机转速较高 其发电量大于蓄电池 并开始给 蓄电池充电 这时电解液会膨涨 如果电解液加的太满会从蓄电池盖小孔溢出 电解 液是导电的 一旦电解液流到正 负两极之间会形成自行放电 汽车则不能启动 并 使蓄电池寿命有所缩短 四 加电解液时不要让其他物质掉进蓄电池内 如有物质掉进去 千万不要用金属 器具去捞 应用干木棒夹出杂质 如用铁丝或铜丝去钩 金属分子会在硫酸的腐蚀下 进入蓄电池形成自行放电 损坏蓄电池 五 日常行车中应经常检查蓄电池盖上的小孔是否通气 倘若蓄电池盖小孔被堵 产生的氢气和氧气排不出去 电解液膨胀时 会把蓄电池外壳撑破 减少蓄电池寿命 六 应经常检查电解液的液面高度 并及时补充电解液 在冬季补充电解液时 最 好是在汽车启动后 发动机运转时加入 避免电解液结冰 七 长期不用的汽车每隔 25 天左右应将汽车发动起来 用手油门控制中等转速 20 分钟左右 否则放时间太长 等用车时因亏电汽车将无法启动 八 将蓄电池从汽车上拆下来时 应先拆负极再拆正极 装时与此相反 九 不要随便给汽车更换比原装蓄电池容量大的蓄电池 因为汽车上的发电机发电 量是固定的 发电量不会增大 如果换了容量大的蓄电池会使新蓄电池充不足电 蓄 电池长期亏电损坏得更快 十 启动汽车时每次启动时间不超过 3 秒 再次启动间隔不少于 15 秒 如多次启动 仍不着车 需从启动电路 如启动机吸拉线圈及点火电路和其他方面找原因 1 怎样启用新蓄电池 新畜电池在启用之前 极板表面会有一定程度的氧化 存放时间越长 氧化越严 重 加入电解液后 会出现急剧升温现象 充电时会表现出较大的电阻 使充电困难 因此 启用新电池应做到 加注电解液后 静放 6 左右 待电解液完全浸透极板 17 温度下降至 35 以下 再接通电源进行充电 充电电流严格控制在规定范围内 如充 电过程中升温过高 超过 45 可减少充电电流或停止充电 进行 1 2 次充 放电 循环 以达到额定容量 2 新蓄电池怎样进行初充电 将电池正 负极分别接电源正 负极 首先用初充电电流充到电解液放出气泡 单格电压升到 2 3 2 4 然后将电流降为 1 2 初充电电流 继续充到电解液放出剧 烈气泡 电液比重和电压连续 3 稳定不变为止 全部充电时间约为 45 65 充电 过程中应常测量电解液温度 若温度过高 可用电流减半 停止充电或冷却的方法 将温度控制在 35 40 初充电完毕 若电解液比重不合规定 应用蒸馏水或比重为 1 4 的电解液进行调整后再充电 2 直至比重符合规定为止 新蓄电池第一次充电后 往往达不到额定容量 应进行充 放电循环 用额定容量 1 20 的电流放电至单格电压 降到 1 75 然后再用补充充电电流充足 经过一次充 放电循环 若容量仍低于额 定容量的 90 应再进行一次充 放电循环 3 怎样维护蓄电池 蓄电池在使用过程中 水分蒸发及充电时水的电解均会使液面降低 因此夏 季每隔 5 6 天 冬季每隔 10 15 天应检查一次液面高度 并按需要加蒸馏水 除因 泄漏造成的液面降低外 不允许添加电解液 否则电解液比重将高于 1 300 以致缩短 蓄电池的使用寿命 蓄电池液面应高出极板 15 液面过高易外溢 腐蚀周围零件 还 有可能使正 负极桩导通 引起自行放电 液面过低 极板上部容易露出液面 不但会 使蓄电池容量降低 而且外露的极板会很快硫化 使用中的蓄电池因工作状况不同 常有充电不足现象 尤其是短途车辆 出 现下列情况之一时应进行补充充电 电解液比重降至 1 200 以下 冬季放电超过 25 夏季放电超过 50 灯光暗淡 起动无力 补充充电分两个阶段进行 第一 阶段以额定容量 1 10 的电流充电 到单格电压为 2 4 电解液开始放出气泡为止 一般需 10 11 第二阶段将电流减半直至充足为止 一般需 3 5 如果电解液比 重不合规定 应予以调整 其方法与初充电相同 冬季使用蓄电池应注意 保证 电桩与导线接头联接牢固 接触良好 在蓄电池上加装保温装置 以免温度太低 电阻增大 按规定调整电解液比重 在发动机运转 发动机向蓄电池充电时加蒸 馏水 以免水和电解液混合不匀而引起结冰 发动机冷起动时应进行预热 每次起 18 动时间不超过 5 重复起动应间隔 15 如果三次起动不成功 应进行检查 不要盲 目再起动 经常使蓄电保持在充足电状态 以防电解液比重降低而结冰 甚至损坏 蓄电池 4 蓄电池保养时怎样安全操作在保修蓄电池时 应遵守以下安全规定 搬动蓄 电池时轻拿轻放 不可歪斜 以免电解液溅到衣服或皮肤上 引起腐蚀或烧伤 如被 溅上 应立即用清水冲洗 检查电解液比重和液面高度时 使吸管稍微离开电解液 注入口即可 不要提得过高 以免电解液溅出 禁止将油料容器及各种金属物放在 蓄电池壳体上 在配制电解液时 应使用陶瓷容器 并将硫酸慢慢倒入水中 绝对 禁止将水倒入硫酸中 以免硫酸飞溅烧伤皮肤和衣物 甚至容器炸裂造成事故 5 怎样使蓄电池放电 对新蓄电池进行充 放电循环及试验蓄电池的工作能力时 需按一定规范进行放 电 以检验蓄电池是否达到额定容量 用蓄电池额定容量 1 20 的电流放电至每单格电 池电压为 1 75 并在开始放电后每 2 测量一次电压 电压降到 1 8 后因电压降低 较快 应 15 20 i 测量一次电压 电压降到 1 75 时 应立即停止放电 否则电 压会急剧下降到 0 以致烧坏极板 并造成下次充电困难 放电方法很多 如用灯炮 放电 用可变电阻放电 用电解液放电以及用电压较低的蓄电池放电 可根据具体条 件选用 在放电的线路中 必须串联接入电流表 并联上电压表 以便及时观测电压值 不 失时机地停止放电 6 蓄电池容量降低怎么办 蓄电池充电后 使用时间不长就存电不足 起动机转动无力 发动机起动困难 喇叭 音响音量降低 灯光暗淡 用高率放电计检查单格电池 电压低于 1 5 即为蓄电池容量降低 应先检查发电机容量是否合适 调节器电压是否过低 蓄电池 是否因长期存放自行放电 是否使用起动机太频繁 是否因电解液液面过低而常用电 解液代替蒸馏水加入蓄电池 如果不存在上述问题 应将蓄电池盖打开 检查电解液 是否缺少 若液面过低且时间过长 使露出来的部分极板硫化 则应抽出极板检查 如在极板的表面上呈现出一层白色的硫酸铅 说明已经硫化 如抽出极板后 倒出电 解液 在蓄电池底壳存有过多脱落的极板活性物质或其它杂质 说明是由这些物质造 成极板间短路 引起容量不足 7 怎样诊断蓄电池蓄电能力下降故障 19 蓄电能力下降俗称 跑电 主要现象是 头天收车时存电尚足 第二天起动机就 转动无力 发动机熄火时间稍长 再起动就有困难 灯光暗淡 喇叭不响 应检查蓄 电池的导线有无搭铁 若不搭铁 可用高率放电计检查每个单格电压 每小时检查一 次 如开始电压达到某一数值 瞬即迅速下降 严重时下降至 0 说明极板之间有短路 故障 应打开蓄电池盖 用玻璃管提取电解液 如电解液混浊 说明电解液含有杂质 此时应取出极板 抽出隔板观察 如隔板有穿孔现象 说明故障是隔板穿孔所致 此 外还应检查蓄电池表面是否太脏和是否有电解液溢出 8 怎样防止蓄电池爆炸 新蓄电池在初充电 放电过程中 水被分解 产生大量的氢气和氧气 若不及时 放出 遇到火花蓄电池就会爆炸 应经常检查并疏通蓄电池盖塞上的通气孔 保证 内部产生的气体及时排放出去 蓄电池内部连接和电桩上的连接要牢固 以免产生 电火花 尽量避免在蓄电池电桩上刮火 以免引爆 先打开蓄电池塞盖 再用高率 放电计检查 9 怎样利用干电池代替蓄电池 汽车没有蓄电池或蓄电池损坏时 可用 6 8 节干电池代替 方法是 将干电池串 联起来 用硬纸卷成一体 一端搭铁 另一端用导线接点火线圈上的开关接线柱 然后 用手摇柄快摇曲轴 即可起动发动机 待发动机达到一定转速 确信发电机能供电时 再 拆除 2 2 汽车蓄电池的维护 a 蓄电池在使用过程中 水分蒸发及充电时水的电解均会使液面降低 因此夏季 每隔 5 6 天 冬季每隔 10 15 天应检查一次液面高度 并按需要加蒸馏水 除因泄 漏造成的液面降低外 不允许添加电解液 否则电解液比重将高于 1 300 以致缩短蓄 电池的使用寿命 蓄电池液面应高出极板 15 液面过高易外溢 腐蚀周围零件 还有可能使正 负极桩导通 引起自行放电 液面过低 极板上部容易露出液面 不但 会使蓄电池容量降低 而且外露的极板会很快硫化 b 使用中的蓄电池因工作状况不同 常有充电不足现象 尤其是短途车辆 出现 下列情况之一时应进行补充充电 电解液比重降至 1 200 以下 冬季放电超过 25 夏季放电超过 50 灯光暗淡 起动无力 补充充电分两个阶段进行 第一 20 阶段以额定容量 1 10 的电流充电 到单格电压为 2 4 电解液开始放出气泡为止 一般需 10 11 第二阶段将电流减半直至充足为止 一般需 3 5 如果电解液比 重不合规定 应予以调整 其方法与初充电相同 冬季使用蓄电池应注意 保证电桩与导线接头联接牢固 接触良好 在蓄 电池上加装保温装置 以免温度太低 电阻增大 按规定调整电解液比重 在发 动机运转 发动机向蓄电池充电时加蒸馏水 以免水和电解液混合不匀而引起结冰 发动机冷起动时应进行预热 每次起动时间不超过 5 重复起动应间隔 15 如 果三次起动不成功 应进行检查 不要盲目再起动 经常使蓄电保持在充足电状态 以 防电解液比重降低而结冰 甚至损坏蓄电池 d 蓄电池保养时怎样安全操作在保修蓄电池时 应遵守以下安全规定 搬动蓄 电池时轻拿轻放 不可歪斜 以免电解液溅到衣服或皮肤上 引起腐蚀或烧伤 如被 溅上 应立即用清水冲洗 检查电解液比重和液面高度时 使吸管稍微离开电解液 注入口即可 不要提得过高 以免电解液溅出 禁止将油料容器及各种金属物放在 蓄电池壳体上 在配制电解液时 应使用陶瓷容器 并将硫酸慢慢倒入水中 绝对 禁止将水倒入硫酸中 以免硫酸飞溅烧伤皮肤和衣物 甚至容器炸裂造成事故 21 第三章 汽车蓄电池的故障诊断与分析 故障问题 一 过充电 现 象 1 蓄电池壳色泽变暗 2 隔板变黑 3 电解液面降低或呈现红色 4 极板活性物质严重脱落 5 用容量表检测指示红区 6 启动车辆困难 从车上取下电池时感到烫手 7 电解液比重高于标准值 8 解剖电池见正板栅严重腐断 造成原因 1 车辆电压调节器设定值高 12V 汽车电池充电电压应为 13 8 14 4V 12V 摩托车电 池的充电电压应为 14 14 5V 6V 电池减半 2 车辆充电电压调节器失控 3 人为长时间大电流充电 二 过放电 现 象 1 12V 电池开路电压在 10V 以下 6V 电池开路电压在 5V 以下 2 电解液比重在 1 15 以下 3 正极板表面呈黄色或黄白色 正常为棕褐色 极板弯曲较严重 严重的造成电池短 路或板栅断裂 4 解剖电池见正负极板活性物质坚硬结实 一折就断 5 用户反映电池不存电 6 车体充电调节器电压太低 低于 13 8 7 用户往电池内加入杂质超标的电液 或使用过程中加入池塘水 河水 井水 溪水 田 水 自来水 饮用矿泉水等 造成电池自放电严重 22 三 注液不当 完全充电后 电解液比重过高或过低 用户反映电池不存电 1 初注液比重过高 超 1 290 25 或过低 1 260 25 2 使用过程中液面降低 补入了硫酸液或不纯洁的水 塘水 河水 井水 溪水 田水 自 来水 饮用矿泉水等 四 短 路 1 电压 10V 左右或 10V 以下 2 六 三单格中 单格电解液比重明显偏低 3 用容量测试表放电时短路的单格 有冒泡现象或声音 4 用户反映充电时某单格温度高 先出现气泡 充电后不存电 1 极板弯曲变形 造成隔板穿透 2 有铅粒落入电池组中 3 隔板破损 4 使用不慎使电池组中 落入导电物 5 电池经长期使用 寿命已接近终止 极板活性物质脱落过多 五 断 路 现 象 1 用电压表检查正负端子电压为 0V 或电压正常 电解液比重正常或接近正常 2 放电时电流表指引异常不稳或几乎没有电流 3 用容量表放电时 断路处有大量气泡产生 有异味之气体 4 如系端子极柱断裂引起的断路 用手敲击断裂端极柱处会发出 卜卜 的响声 放电 时断的端子发热 两端子对比 5 用户反应不能充电或不能放电 1 端子极柱或极群组间熔接不良 2 极组未完全落到池壳底面 使用一段时间后极柱被震断 3 外部短路 有的电池端极柱上会留下局部熔化的伤痕 4 发动机故障长时间大电流放电 5 起动机故障长时间大电流起动放电 23 六 充电不足 现 象 1 电压在 12V 以下 6V 电池小于 6V 2 比重在 1 22 以下 3 启动困难 灯光暗淡 喇叭声弱 车内其他电器如音响使用异常 1 车辆充电电压调节器设定值过低或充电系统故障 2 车辆负荷大于充电量 3 电路有轻微短接 4 发动机故障 5 起动机故障 6 端子连接线接触不良 七 未及时补充补充液现象 液面位置低于 液面下限 甚至低于极板上端面 未及时补充纯水至上液面线 八 漏液现象 1 池壳池盖或端子无明显撞击 摔打或挤压而引起的撞伤 但电池漏液 2 用户行为致使电池损坏 壳与盖之间封接不良 用户搬运 安装或其他意外造成 九 反极现象 1 电池容量明显下降 2 新电池加液后 开路电压只有 8V 左右 密封良好且未超过贮存期 3 电池已正常使用一段时间之后 电池出现反极 过量放电造成某一单格 100 放完电后被其他单格反向充电 4 正负端子变成相反的颜色 装配问题 5 正负汇流排及极板变成相反的颜色 用户充电时误将电池极性接反 十 超过贮存期的电池现象 未开包使用但已超过工厂规定 三包 期的电池 干荷汽车 摩托车 阀控式全密封蓄电池超过贮存期一年 带液出厂的汽车电池超 24 过贮存期半年 十一 寿命终止现象 1 池壳底部活性物质脱落较多 2 池壳色泽变暗 明显陈旧 3 隔板变黑 充电时电液混浊 25 第四章 汽车蓄电池的应用现状和发展建议 4 1 汽车蓄电池的应用现状 我国目前是全球最大的电池生产国和最大的电池消耗国 我国电池行业还存在许 多问题 产品更新换代不及时 生产自动化 机械化程度不高 成本高 污染大 与 国际上蓬勃发展的光伏发电相比 我国落后于发达国家 10 15 年 甚至明显落后于印 度 1 我们虽然能生产具备国际先进水平的产品 有些大厂装备也较先进 但仍存 在许多用落后工装生产质量不高的产品 而且能耗 人工及资源利用较差 也就是整 体水平不高 格局不合理 企业小而散 产大价小 2009 年 全国铅酸蓄电池总产 量为 11400 万 kVAh 前 10 强企业的总产量为 3200 万 kVAh 按 1500 家企业计算 除 去前 10 强 其余 1490 家企业的平均年产量只有 5 5 万 kVAh 众多小型企业由于产能 低 市场抗风险能力差 生产长期处于无规则的运行状态 使原材料市场和产品终 端市场高度弹性化 阻碍了的持续稳定发展 特别是低水平重复建设和恶意使 得的产大价小 蓄电池的总产量占到了全球总产量的 50 而产值只占到 30 左 右 2 我们在技术研究开发上投入不多 以至有些新产品如 36 42 蓄电池双极式蓄电 池 有些材料如合金 隔板 AGM 等均滞后 3 对环保 对废电池回收利用有待进一步加强 因此我国必须适应世界电池业 发展的趋势 改变我国的电池生产格局 大力发展高新技术的电池产品 国家正在努 力推进铅蓄电池工业的水平 例如加强了生产许可证制度 完善产品标准 加强环保 要求 关闭了一些小作坊 等等 今后我国电池行业发展的思路是 重点研究 开发 生产高技术高附加值的小型 轻量 高能 无污染的一 二次电池 在相关政策的有力扶持和积极推动下 我国电 池行业将会更快地得到发展 并加快赶超日 美等目前在电池业领先的国家的步伐 政府支持力度小 国际环境逐渐恶化 进入 九五 后 国家对铅酸蓄电池的支持 政策逐渐减弱 同时一系列限制铅酸蓄电池发展的政策陆续出台 如国家高新项目 的申报 取消出口退税 限制来料加工等 这无疑对铅酸蓄电池这个具有高度资源循 环型 高安全性的发展带来了诸多不利因素 据 2010 2015 年中国蓄电池运行动态及投资策略研究报告显示中国是世界最 26 大的蓄电池出口国 年出口量在 200 亿元人民币左右 随着欧盟对中国出口蓄电池实 施的绿色壁垒及印度 美国的反倾销与技术壁垒 特别是中国 2006 年 9 月取消了铅酸 蓄电池 13 的出口退税和禁止来料加工贸易 加之近几年人民币的持续升值 中国出口 的铅酸蓄电池价格成本增长了 30 左右 在国际市场上逐渐失去了政策优势和价格优势 使得蓄电池的出口量锐减 大量的出口蓄电池转向内销 加剧了国内市场的供需矛 盾 3 国家和企业未建立废旧电池的回收体系 社会回收渠道 冶炼方式混乱 在造 成严重环境污染的同时又造成了严重的资源浪费 4 铅材料市场的无序动荡阻碍了的正常发展 由于国家还未推出铅期货 中国 的铅价完全控制在铅贸易商和一些金属网站手上 使用量占中国铅总生产量 65 以上的 铅酸蓄电池行业在国内铅材料价格上始终没有话语权和参与定价的资格 铅酸蓄电池 行业长期受到来自铅价不规则高幅振荡的压力 资金不能有效地使用 生产经营不能 正常运行 4 2 对汽车蓄电池未来发展的建议 电池业正迎来良好的发展前景 各类新型电子产品的出现以及人们对环境保护要 求的提高 既推动了我国电池业技术的更新换代 也大大扩展了电池的市场需求量并 改变了电池的需求结构 21 世纪的电池具有大容量 高功率 长寿命 无污染 安全可靠 轻便的特点 是高科技 高产出 高利润 高创汇产品 被国外专家称为 21 世纪十大高科技之一 随着信息时代的到来 资讯产业蓬勃发展 在迈入电子 资讯 通讯的 3C 时代后 电子产品朝着 短 小 轻 薄 的趋势发展 对可携带的要求越来越高 作为可携 带式电子产品不可或缺的能源 电池 其重要性也越来越显著 由于人们越发关注环境保护 电动汽车有了相当快的发展 对作为其配套能源的 二次电池在技术上有更高的要求 并有着很大的市场需求 当前我国一次电池的发展 趋势是进一步提高性能和逐步实现无汞化 二次电池的发展趋势是氢镍电池逐步取代 镉镍电池在电动工具 电动助力车 电话子母机的市场 锂离子电池将逐步挤占氢镍 电池在移动通讯和笔记本电脑市场拥有的份额 铅酸蓄电池的发展趋势是 全密封 免维护铅酸蓄电池将逐步取代传统的开口铅酸蓄电池 铅酸蓄电池行业正处于一个重 要的阶段 通过扩大生产规模来提高效率的空间有限 对产品和工艺的革新将成为未 27 来的关键所在 铅酸蓄电池技术仍然是一项具有优势的技术 特别体现在汽车领域 一个事实上最大的具有潜力的市场 高电压能源网蓄电池和混合型电动车蓄电池也 可以提供 总的来讲 蓄电池的发展方向有两方面 一方面是行业实力的增强和相互联合提 高生产效率 并且在一定程度上主要集团之间能达到相对的稳定性 另一个方面是技 术的发展 应用于各种负载上的铅酸蓄电池可以获得改进 特别是 12V 和 36V 的汽车 用阀控式密封铅酸蓄电池 用于各种型号的电动车和混合型电动车的蓄电池要求更多 的能源动力 在未来的几年中将会开辟新市场 虽然具有较高能量密度的镍 氢蓄电池 和锂蓄电池有利于应用在电动车中 但强劲的发展计划将使铅酸蓄电池成为重要的选 择对象 此外对汽车蓄电池所进行的改进也适用于备用