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汽车电器设备,第一章蓄电池,第一章蓄电池,第一节概述第二节蓄电池的构造与型号第三节蓄电池的工作原理与工作特性第四节蓄电池的容量及影响因素第五节蓄电池的充电第六节蓄电池的常见故障及其排除第七节蓄电池的使用与维护第八节新型蓄电池,第一节概述,电源组成：发电机、电压调节器、蓄电池、电流表等。电源特点：(1)两套电源；(2)并联供电。电源关系：(1)发动机正常工作时，发电机向用电设备供电，并对蓄电池充电；(2)起动发动机时，蓄电池向起动机和点火系供电。,第一节概述,其他总成作用：(1)电流表：用来指示蓄电池的充放电状况。(2)调节器：使发电机在转速变化时，能保持其输出电压恒定。,第一节概述,蓄电池是一种将化学能转变为电能的装置，属于可逆的直流电源。应用最广泛的汽车蓄电池是铅酸蓄电池。蓄电池最主要的作用是：起动发动机时向起动机和点火装置供电。汽油机起动电流为200600a，有的柴油机起动电流达1000a。,一、蓄电池的性质与类型1.性质：蓄电池是一种储存、释放电能的装置。2.种类：(1)按电解液种类分：1）铅酸蓄电池：特点：价格便宜，内阻小。分类：湿荷电蓄电池、干荷电蓄电池、少维护蓄电池、免维护蓄电池、胶体电解质蓄电池。,第一节概述,一、蓄电池的性质与类型2.种类：(1)按电解液种类分：2）镍碱蓄电池：特点：容量大，使用寿命长，维护简单，但价格昂贵。分类：铁镍蓄电池、镍镉蓄电池。(2)按电极材料分：铅蓄电池、铁镍蓄电池、镉镍蓄电池；(3)按使用用途分：汽车用、电瓶车用、电讯用、航标用蓄电池。,第一节概述,二、蓄电池的用途1.起动电流：起动发动机时，蓄电池在515s内，要向起动机连续供给强大电流（汽油机200600a，柴油机8001000a）2.对蓄电池的要求是：容量大、内阻小、有足够的起动能力。3.用途：1)在起动发动机时，向起动系、点火系、燃油喷射系统和其他电器设备供电(如给发电机提供励磁电流)；2)当发电机电压低于蓄电池电压时，向用电设备和发电机磁场绕组供电；,第一节概述,二、蓄电池的用途3.用途：3)当取下汽车钥匙时，由蓄电池向时钟、发动机及车身ecu存储器、电子音响系统及防盗报警系统等供电；4）发电机过载时，协助发电机向用电设备供电；5)在发电机正常工作时，将发电机剩余电能储存起来充电；6)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稳压。,第一节概述,一、蓄电池的构造组成：正极板、负极板、隔板、电解液、电池盖、加液孔盖和电池外壳。电动势：一组极板产生2.1v电动势。,第二节蓄电池的构造与型号,第二节蓄电池的构造与型号,1.极板是蓄电池的基本部件，由它接受充入的电能和向外释放电能。极板一般由栅架和活性物质组成，分正极板和负极板两种。（1）正极板上的活性物质是细小结晶形二氧化铅，呈棕红色；（2）负极板上的活性物质是多孔性海绵状纯铅，呈青灰色。,第二节蓄电池的构造与型号,（3）栅架：铅锑合金制成，上附活性物质。栅架通常含锑5%-7%，加锑提高强度和浇铸性能，但抗蚀性下降。现为锑2%-3%、砷0.1%-0.2%，耐蚀、抗变形。,第二节蓄电池的构造与型号,1.极板（4）极板厚度国产负极板为1.8mm；正极板为2.2mm。国外产品正负极板均为1.1-1.5mm（薄型极板）,第二节蓄电池的构造与型号,1.极板（5）正极板组：数片正极板（一般为4-13片）焊接在同一横板上构成。横板上铸有接线柱，接线柱上铸有“+”号，有红色标志。,第二节蓄电池的构造与型号,1.极板（6）负极板组：数片负极板（一般为5-14片）焊接在另一横板上构成。横板上铸有接线柱，接线柱上铸有“-”号，无色标。,第二节蓄电池的构造与型号,1.极板（7）极板组：1）组成：由正负极板组各一组组成，正负极板相间布置。为了减轻正极板反应时的变形量，通常负极板比正极板多一片，即每片正极板两侧均有一片负极板。2）目的：增加蓄电池的容量。,第二节蓄电池的构造与型号,2.隔板（1）作用：为了避免相互接触而短路，正负极板之间要用绝缘的隔板隔开。（2）要求：隔板材料应具有多孔性结构，以便电解液自由渗透，而且化学性能应稳定，并具有良好的耐酸性和抗氧化性。,第二节蓄电池的构造与型号,2.隔板（3）材料：木质、微孔橡胶、微孔塑料、玻璃纤维纸张、玻璃丝棉等。（4）结构与安装：一面平滑，一面带槽。安装时，槽面应朝正极板，槽上下方向。（5）免维护电池用袋式隔板装正极板。,第二节蓄电池的构造与型号,3.电解液（1）组成：铅酸蓄电池的电解液，是由相对密度1.84gcm3的纯硫酸和蒸馏水配制而成。（2）密度：一般在1.241.31gcm3的范围之内。气温低用高密度（防冻），否则用低密度。（3）影响：电解液的密度、温度、纯度影响蓄电池的性能、寿命和还原系数。一般工业用硫酸和普通水中，因含铁、铜等有害杂质，绝对不能加入到蓄电池中去，否则易自行放电，且易损坏极板。故蓄电池电解液要用规定的蓄电池专用硫酸和蒸馏水配制。电解液密度还与充放电状态直接相关。,第二节蓄电池的构造与型号,3.电解液（4）电解液的配制：1）材料浓硫酸（密度1.84）+蒸馏水。2）容器陶瓷或玻璃容器。3）方法将适量蒸馏水倒入容器内,再慢慢加入硫酸,并用耐酸棒不停地慢慢搅拌。4）比例硫酸与蒸馏水体积比：1:4.33重量比：1:2.365）目标配成密度1.241.30g/cm3（电解液温度为25）。,第二节蓄电池的构造与型号,3.电解液5)安全防护：电解液腐蚀性极强，如果皮肤接触了酸液，要立即用苏打水冲洗，酸液溅到眼睛里要立即用凉水或医用冲眼器冲洗，然后请医生处置。,第二节蓄电池的构造与型号,4.外壳（1）装配：蓄电池外壳为一整体式结构的容器，极板、隔板和电解液均装入外壳内。（2）要求：外壳应耐酸、耐热、耐寒、抗震动，并具有足够的机械强度。,第二节蓄电池的构造与型号,4.外壳（3）结构：蓄电池电压一般有6v和12v两种规格，因此，外壳内由间壁分成3个或6个互不相通的单格。结构特点：沉淀槽、加液孔、加液孔盖通气孔。（4）常用材料：硬质橡胶、聚丙烯塑料等。,第二节蓄电池的构造与型号,4.外壳（5）加液孔、加液孔盖：每个单格电池都有一个加液孔，旋下加液孔盖，可以加注电解液或检测电解液密度；旋入孔盖可防止电解液溅出，孔盖上有通气孔，使用中应保持畅通，存放中应保持密闭。,第二节蓄电池的构造与型号,4.外壳（6）蓄电池盖：1）材料有硬质橡胶和聚丙烯耐酸塑料两种。2）密封硬质橡胶盖和硬质橡胶壳间缝隙用沥青封口剂填封；塑料盖与塑料壳间用热接合工艺粘合。,第二节蓄电池的构造与型号,5.连接条（1）作用：将单格电池串联起来，以提高蓄电池总成的端电压。（2）材料：铅-锑合金。（3）种类：1）外露式连接条外露在盖上。2）跨接式连接条在盖下跨过隔墙。3）对焊式极板柄穿墙连接。,单格间穿墙式联接方式。,第二节蓄电池的构造与型号,第二节蓄电池的构造与型号,2)极柱分类：a.中间极柱和首尾极柱两类。b.正接线柱和负接线柱。正接线柱用“+”符号标示，其上涂红色；负接线柱上用“-”符号标示，一般不涂颜色。材料：铅-锑合金浇铸。,第二节蓄电池的构造与型号,形状,第二节蓄电池的构造与型号,二、蓄电池的规格型号按照原机械工业部部颁标准jb259985的规定，铅蓄电地产品型号分为三段。-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)。,第二节蓄电池的构造与型号,-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。,第二节蓄电池的构造与型号,-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q高起动率s塑料外壳d低温起动性能好,第二节蓄电池的构造与型号,解放ca1091汽车用蓄电池6-qa-100即是6个单格电池额定电压12伏额定容量100ah起动型干荷蓄电池,第二节蓄电池的构造与型号,东风eq1090汽车用蓄电池6-q-105即是6个单格电池额定电压12伏额定容量105ah起动型蓄电池,第二节蓄电池的构造与型号,6-qaw-100即是6个单格电池额定电压12伏额定容量100ah起动型干荷电免维护蓄电池,第三节蓄电池的工作原理和工作特性,一、蓄电池的工作原理双极硫酸盐化理论蓄电池放电时参与化学反应的物质，正极板上是pbo2，负极板上是pb，电解液是硫酸水溶液。蓄电池放电时，正极板上的pbo2和负极板上的pb都变成pbso4水溶液，电解液中的h2so4减少，相对密度下降。蓄电池充电时，则按相反的方向变化。,第三节蓄电池的工作原理和工作特性,蓄电池的化学反应方程式为:,第三节蓄电池的工作原理和工作特性,1.电动势的建立正、负极板浸入电解液后产生电动势。负极板：铅溶于电解液中，失电子生成pb2+pb-2epb2+电子留在负极板上，使负极板具有负电位，为-0.1v。,第三节蓄电池的工作原理和工作特性,正极板：pbo2溶于电解液pbo2+2h2opb(oh)4pb(oh)4pb4+4oh-oh-留在电解液中，pb4+沉附在正极板表面,使正极板有+2.0v在外电路未接通时，反应达到动态平衡时，静止电动势为：e=2.0(0.1)=2.1v,第三节蓄电池的工作原理和工作特性,2.蓄电池的放电（1）概念将蓄电池的化学能转换成电能的过程称为放电过程。,第三节蓄电池的工作原理和工作特性,（2）化学反应如果将蓄电池与外电路的负荷接通，电子e从负极板经过外电路的负荷流往正极板，使正极板的电位下降，从而破坏了原有的平衡状态，发生电化学反应。,第三节蓄电池的工作原理和工作特性,（3）结论电极间接用电器时，负极板电子转移到正极板，补充了正极板电子，使反应持续进行。生成的pbso4分别附着在正负极板上。正负极板上的活性物质逐步转变为pbso4而不断被消耗。电解液中的h2so4不断地被消耗而变成水，电解液密度变小。因此，测量电解液密度可以检验蓄电池放电程度。从理论上说，蓄电池这种放电过程将会使极板上所有物质全部转变为硫酸铅，但实际转化的只有20-30%。因此，采用薄型、多孔性极板可提高容量。,第三节蓄电池的工作原理和工作特性,3.蓄电池的充电(1)概念：将电能转换成蓄电池化学能的过程称为充电过程。它是放电反应的逆过程。充电时蓄电池的正负两极接通直流电源。,第三节蓄电池的工作原理和工作特性,(2)化学反应当电源电压高于蓄电池的电动势e时，电流由蓄电池的正极流入，从蓄电池的负极流出，也就是电子由正极板经外电路流往负极板。这时正负极板发生的化学反应正好与放电过程相反。,第三节蓄电池的工作原理和工作特性,(3)结论在外界电场作用下，电解液中的h2o与负极pbso4均被电离，pb2+被负极吸引并从负极上得到充电电源送来的电子，还原成pb附着在负极板上，形成海绵状pb，o2-被吸引在正极板周围，正极板上pbso4电离出来的pb2+在极板周围电场作用下失去两个电子变成pb4+，与o2-结合成pbo2附着在正极板表面。so42-与h2o离解出的h+结合成h2so4，留在电解液中。这样，正极板上pbso4被逐步转变成pbo2，负极板上的pbso4被逐步转变成海绵状pb，生成的h2so4使电解液密度增大，蓄电池恢复到放电前的状态。,第三节蓄电池的工作原理和工作特性,(4)水的分解反应充电过程中，电解液的相对密度将升到最大值，并会引起水的分解：h2so42h+so42-负极上的反应：2h+2eh2正极上的反应：2so42-+2h2o-4e2h2so4+o2蓄电池总的反应：h2so4+2h2oh2so4+2h2+o2可见：反应的实际是分解水：2h2o2h2+o2,第三节蓄电池的工作原理和工作特性,4.蓄电池充放电过程结论(1)蓄电池在放电时，电解液中的硫酸将逐渐减少，而水将逐渐增多，电解液相对密度下降。(2)蓄电池在充电时，电解液中的硫酸将逐渐增多，而水将逐渐减少，电解液相对密度增加。(3)在充放电时，电解液浓度发生变化，主要是由于正极板的活性物质化学反应的结果，因此要求正极板处的电解液流动性要好。在装配蓄电池时，应将隔板有沟槽的一面对着正极板，以便电解液流通。(4)充电后期，会因电解水产生气体，应注意排气畅通，以防爆炸。,第三节蓄电池的工作原理和工作特性,二、蓄电池的工作特性蓄电池的静止电动势及基本电特性蓄电池的内阻蓄电池的放电特性蓄电池的充电特性,第三节蓄电池的工作原理和工作特性,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。,第三节蓄电池的工作原理和工作特性,开路电压（静止电动势）公式1)当温度为15时：ej=0.84+15（v）式中：ej静止电动势(v)0.84温度换算系数15-15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=1.972.15（v）,第三节蓄电池的工作原理和工作特性,2)当温度不为15时，密度修正为：15=+(15-t)式中：实测密度(g/cm3)密度的温度换算系数。数值为0.00075g/cm3.含义为：电解液温升1，密度下降0.00075g/cm3.t实测温度(),第三节蓄电池的工作原理和工作特性,(3)蓄电池端电压的测量端电压包括开路电压、放电电压和充电电压，取决于蓄电池的工作状况。1)开路电压：在发电机未正常工作时测量的蓄电池端电压为开路电压。一般为12v。2)充电电压：在发电机正常工作时测量的蓄电池端电压为充电电压。一般为14v。3)放电电压：起动发动机时测量的蓄电池端电压为放电电压。约为8-11v。实际测量时采用高率放电计模拟起动状态。,第三节蓄电池的工作原理和工作特性,2、蓄电池的内阻(1)组成电解液电阻、极板电阻、隔板电阻、联条与极柱接触电阻等。(2)影响因素1)放电程度放电程度越高，pbso4越多，极板电阻越大。2)隔板电阻与材料木质隔板多孔性差，其电阻比橡胶和塑料隔板电阻大。,第三节蓄电池的工作原理和工作特性,3)联条电阻与联条形式：传统的外露式联条比内部穿壁式、跨越式联条电阻大。4)电解液密度：电解液密度一般为1.2g/cm3时，电阻最小，过低（h+和so42-少）或过高（粘度大）内阻均增加。5)电液温度：温度低，粘度大，电解液电阻大。(3)结论：铅酸蓄电池内阻一般很小，故可提供大电流，适于作起动电源。,第三节蓄电池的工作原理和工作特性,2.放电特性(1)概念在恒流放电过程中，蓄电池的端电压和电解液相对密度随时间而变化的规律。,第三节蓄电池的工作原理和工作特性,2.放电特性(2)方法将完全充足电的蓄电池以20h放电率的电流进行放电，在放电过程中不断地调节外接的电位器，使放电电流保持稳定不变，每隔一定的时间，测量端电压和电解液密度，得到如图所示的放电特性曲线。,极化：在充电后期的化学反应中，电池两极间的电位差会高于两极活性物质的平衡电位（每单格为2.1v），这种现象称为“极化”。1.欧姆极化：它是电流通过极板、隔板、电解液等所产生的电压降，随正负极板上参加化学反应的活性物质多少、电解液的相对密度、温度的高低而变化，且在充电结束后自动消失。2.浓差极化：电解液中，离解的各种离子在电场作用下按自己遵循的方向向移动，在极板界面上参加反应而消耗。因离子的“电迁移”和“扩散”速度稍慢，在电液中形成浓度差，造成电极电位与平衡电极电位间的差值，称为浓差极化。充电电流大，极化明显，停充后，因离子扩散而消失。3.电化学极化：充放电过程中，深层次的活性物质反应其反应速度比电子移动速度慢，形成电荷积累，阻碍化学反应，引起极板极化。,第三节蓄电池的工作原理和工作特性,(3)单格电池电压变化规律1）开始放电阶段：端电压由2.14v迅速下降至2.1v。极板孔隙内硫酸迅速消耗，电解液密度迅速下降，浓差极化增大，端电压迅速下降。,第三节蓄电池的工作原理和工作特性,(3)单格电池电压变化规律2）相对稳定阶段端电压缓慢下降至1.85v。极板孔隙外向孔隙内扩散的硫酸与孔隙内消耗的硫酸达到动态平衡，孔内外电解液密度一起缓慢下降，所以端电压缓慢下降。,第三节蓄电池的工作原理和工作特性,3）迅速下降阶段端电压由1.85v迅速下降至1.75v，电解液密度达最小值15=1.11g/cm3。放电接近终了时，电化学极化、浓差极化、欧姆极化显著增大，端电压迅速下降。,第三节蓄电池的工作原理和工作特性,4）蓄电池放电终了的特征终止电压：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。电解液密度15=1.11g/cm3。,第三节蓄电池的工作原理和工作特性,(1)概念：在恒流充电过程中，蓄电池的端电压与电解液相对密度随时间而变化的规律。注意：充电电源必须采用直流电源，以一定的电流强度向一只完全放电的蓄电地进行充电。,3.充电特性,第三节蓄电池的工作原理和工作特性,(2)方法：保持充电电流不变，每隔一定时间测量单格电池的端电压和电解液相对密度。可以绘制出蓄电池的充电特性曲线，如图所示。,3.充电特性,第三节蓄电池的工作原理和工作特性,1）充电开始阶段：端电压迅速上升到2.1v。说明：开始充电时，孔隙内迅速生成硫酸，浓差极化增大，端电压迅速上升。,(3)单格电池电压变化规律,第三节蓄电池的工作原理和工作特性,2）稳定上升阶段：端电压缓慢上升至2.4v左右，并开始产生气泡。说明：孔隙内生成的硫酸向孔隙外扩散，当硫酸生成的速度与扩散速度达到平衡时，端电压随整个容器内电解液密度变化而缓慢上升。,(3)单格电池电压变化规律,第三节蓄电池的工作原理和工作特性,3）充电末期：电压迅速上升到2.7v左右，且稳定不变，电解液呈沸腾状态。活性物质还原反应结束后的充电称为过充电。过充电电流主要用于电解水，应避免长时间过充电。切断电源后，单格电压迅速降至2.11v。,(3)单格电池电压变化规律,第三节蓄电池的工作原理和工作特性,端电压上升到最大值2.7v，并在2h-3h内不再增加。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。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。,4)蓄电池充足电的标志,本次课程结束,同学们再见！,第四节蓄电池的容量及影响因素,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（ah）。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。,第四节蓄电池的容量及影响因素,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255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。,第四节蓄电池的容量及影响因素,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=5.25a20h=105ah。,补充内容蓄电池的容量,起动容量意义：表示蓄电池在发动机使用电力起动时的供电能力。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。,蓄电池的容量,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。例：3-q-90型蓄电池，在电解液初始温度为-18时，以3q=390a=270a的电流连续放电至单格电压降至1v时，历时2.5min，其起动容量为：2702.5/60ah=11.25ah,蓄电池的容量,5min放电率的电流在数值上约为蓄电池额定容量的3倍。例：3-q-90型蓄电池，q=90ah。在电流初始温度为25时，以3q=390a=270a的电流连续放电至单格电压降至1.5v时，历时5min，则其起动容量为：2705/60=22.5ah,第四节蓄电池的容量及影响因素,二、影响蓄电池容量的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,第四节蓄电池的容量及影响因素,放电电流越大，蓄电池容量越小。因放电电流越大，极板孔隙内消耗的h2so4越快，且单位时间内产生的pbso4越多，pbso4堵塞极板孔隙明显，阻碍电液向极板内层渗透，使极板孔隙内电解液密度急剧下降，致端电压也迅速下降，而极大地缩短了放电时间，使蓄电池容量下降。,1.放电电流对容量的影响,第四节蓄电池的容量及影响因素,6q135型蓄电池不同放电电流下放电特性。可见：放电电流越大，端电压下降越快，放电时间越短，故蓄电池容量越小。,第四节蓄电池的容量及影响因素,电解液温度降低，蓄电池容量减小。温度粘度，电解液渗入极板困难，活性物质利用率c20；同时，粘度内阻内压降端电压c20。实验证明，电解液温度每下降1，缓慢放电时蓄电池容量约减少l，迅速放电时蓄电池容量约减少2。,由于电解液温度对蓄电池容量影响较大，因此，冬季在寒冷地区使用蓄电池时，应特别注意蓄电池的保温。,2.电解液温度对容量的影响,第四节蓄电池的容量及影响因素,电解液密度电动势e，电液渗透能力，参加反应的活性物质c20；过高，粘度，内阻，极板硫化c20。实践证明：电解液密度偏低有利于提高放电电流和容量。即使是冬季使用的电解液，在不使其结冰的前提下，也应尽可能采用稍低密度的电解液。,3.电解液密度对容量的影响,一般电解液密度为1.24-1.30g/cm3,补充,4.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，相同蓄电池尺寸下极板片数多，容量就越大。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。5.电解液纯度对容量的影响电解液中的一些有害杂质会腐蚀栅架，沉附于极板上的杂质形成局部电池产生自放电，导致输出电量减小。如：电解液中若含有1%的铁，则蓄电池在一昼夜内就会放完电。,第五节蓄电池的充电,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,第五节蓄电池的充电,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。,第五节蓄电池的充电,(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nuc2.7(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45h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。,说明：采用定压充电时，要选择好充电电压。若充电电压过高，则充电初期充电电流过大，且易发生过度充电现象；若充电电压过低，则蓄电池充电不足。在汽车上，发电机给蓄电池的充电是定压充电，这样发电机的调节电压要选择适当，过高过低对蓄电池都不利。,第五节蓄电池的充电,(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,第五节蓄电池的充电,(5)脉冲充电特点1)时间短：新电瓶5h、旧电瓶12h；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,第五节蓄电池的充电,(6)脉冲充电过程以脉冲大电流充电来实现快速充电的方法。大电流恒流充电ic=（0.81）c20，短时间内充至额定容量的60%，单池电压升至2.4v；,3脉冲快速充电,第五节蓄电池的充电,电液冒气泡时，停充2430ms；反向脉冲充电，ic=（1.53.0）c20t=1501000us，消除孔隙中的气泡后停充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,第五节蓄电池的充电,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,第五节蓄电池的充电,(5)初充电的程序1）加注电解液：密度符合厂家规定(一般1.251.285)，液面高度符合要求(高于极板上缘1015mm)。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=c20/303）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,第五节蓄电池的充电,(6)初充电的要求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。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。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,第五节蓄电池的充电,(6)初充电的要求初充电接近结束时，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。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,第五节蓄电池的充电,（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）3）充电时间约为1316h,2、补充充电,第五节蓄电池的充电,(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铅，造成活性物质减少，电池容量降低。(2)极板硫化的危害内阻显著增大，容量降低，充电时温升快，即“一充就饱，一放就了”。,3、去硫化充电,第五节蓄电池的充电,(3)消除硫化现象的充电工艺蓄电池轻度硫化，可用充电的方法予以消除：1）倒出电解液，加入蒸馏水冲洗两次后，再加入蒸馏水；2）用ic=c20/30（a）的电流进行充电，当密度上升到1.15g/cm3时，倒出电解液，再加蒸馏水继续充电，直至密度不再上升；3）以10h放电率放电电流放电至单池电压降到1.75v时，再进行上述充电。反复进行以上过程，直至输出容量达到额定容量的80%以上，即可使用。,3、去硫化充电,第五节蓄电池的充电,蓄电池每隔三个月进行一次：先补充充电后停1h，将电流减半充至沸腾，反复数次，直至一通电电液即沸腾为止。,4.预防硫化的过充电工艺,第五节蓄电池的充电,蓄电池的充电,充电注意事项,1、硫酸入水；7、人身防护；2、室内通风；8、应急处理：大水冲洗；3、严禁试火；9、不开危险玩笑；4、低压接入；10、定时检测调节；5、断电连接；11、记录技术资料；6、墙地防酸处理；12、保持工具场地清洁。,第六节蓄电池的常见故障及其排除,蓄电池常见故障包括内部故障和外部故障。外部故障：外壳裂纹、极柱腐蚀、极柱松动、封胶干裂。内部故障：极板硫化、活性物质脱落、极板栅架腐蚀、极板短路、自行放电、极板拱曲。,第六节蓄电池的常见故障及其排除,1、概念：极板上生成白色的粗晶粒硫酸铅的现象称硫化。2、危害：粗晶粒硫酸铅导电性差，正常充电很难还原，晶粒粗，体积大，堵塞活性物质孔隙，内阻增大。3、故障特征(1)极板上生成一层白色粗晶粒硫酸铅；(2)放电时，内阻大，电压急剧下降，不能持续供给起动电流；(3)充电时，内阻大，单格电池的充电电压很快升达2.8v以上，密度上升慢，温度上升快，过早出现沸腾现象。(4)用高率放电计检测时，单格电压明显下降。,一、极板硫化,第六节蓄电池的常见故障及其排除,4、故障原因(1)充电不足，长期处于存放或放电状态，放电后未及时充电；（温度高时，pbso4溶解，温度低时，析出大晶粒的pbso4于极板表面）(2)极板露出电液液面而氧化；（负极板的上部在汽车行驶过程中因巅波而时常露出液面被氧化生成粗晶粒pbso4）(3)电解液密度过大，电池内部易形成电位差，产生自放电，致pbso4再结晶；(4)电解液不纯，产生自放电，致pbso4再结晶。,一、极板硫化,第六节蓄电池的常见故障及其排除,5.预防与补救蓄电池应处于充足电状态，放完电后应及时补充充电；电解液密度要恰当；液面高度应符合规定；已硫化的蓄电池，轻者用去硫化充电法消除，重者报废。,一、极板硫化,第六节蓄电池的常见故障及其排除,1.现象：存电很足的蓄电池停放一天后出现起动机转动缓慢无力，灯光暗淡，喇叭声小的现象。充足电的蓄电池每昼夜容量降低超过2%时，应视为自行放电。2.原因：外部线路短路或未关断；电池表面脏污；内部短路（隔板损坏、活性物质脱落）；电液不纯。（含铁量达1%时，一昼夜电会全放完）,二、自行放电,第六节蓄电池的常见故障及其排除,3.故障诊断与排除清洁电池外部；检查电线有无接地短路处；检查有无用电设备未关断；4.检查方法：关闭全部用电设备，拆下蓄电池一个接线柱上的电线试火，若有火，为线路问题；若无火，为电池表面脏污或内部短路。,二、自行放电,第六节蓄电池的常见故障及其排除,5.预防须用专用蓄电池硫酸和蒸馏水；盛装电解液和蒸馏水的容器须为非金属耐酸材料制成；保持电池表面清洁、干燥，并防止有害杂质落入池内。,二、自行放电,第六节蓄电池的常见故障及其排除,1、故障特征蓄电池输出容量下降，充电时电解液混浊，有棕色物质自底部上升。2.故障原因(1)充电电流过大，过充时间过长(2)低温大电流放电，造成极板拱曲(3)汽车行驶时颠簸、振动，震落(4)电液密度经常过大，腐蚀栅架。,三、活性物质脱落,第六节蓄电池的常见故障及其排除,3、排除方法解体、清洗。若活性物质脱落较少，可封装再用；若脱落多，则更换极板。4.要求(1)不过充；(2)充电电流不过大(3)不过放电，严格按规定的终止电压放电(4)按规定使用起动机(5)调整电液面时一般要加蒸馏水，不加硫酸。,三、活性物质脱落,第六节蓄电池的常见故障及其排除,1、故障特征开路端电压过低，起动机运转无力，充电时，温度高、电压低、密度上升很慢或不上升，气泡很少、无气泡或产生气泡太晚。2、故障原因(1)活性物质脱落过多，沉积后将正负极板连通。（必须拆开检查）(2)隔板损坏而漏电或短路。3、故障排除(1)活性物质脱落过多放电清洗(2)隔板损坏更换,四、极板短路,补充内容自行放电,1、故障现象蓄电池在无负载的状态下，电量自动消失的现象称为自行放电。2、故障特征如果充足电的蓄电池在30天之内每昼夜容量降低超过2%，称为故障性自行放电。3、故障原因(1)电解液含杂质过多；(2)极板活性物质脱落；(3)电池表面不清洁；(4)极板焊渣造成短路。,自行放电,4、排除方法(1)将蓄电池全部放电或过放电，使杂质进入电液，倒出电液并清洗蓄电池内部，注入新液再充电，可反复几次。(2)经常保持蓄电池外表清洁。(3)每月进行一次补充充电。,补充容量降低,1)现象：用高率放电计测单格电压1.5v；充足电后使用很短时间即感存电不足，起动机运转缓慢无力，甚至不能带动发动机曲轴旋转，喇叭声音小，灯光暗淡。2)原因：蓄电池长期处于放电、半放电状态，极板硫化(表面生成一层白色的粗粒硫酸铅，严重影响充放电效果)。经常长时间使用起动机，用大电流进行放电。发电机充电电压过低，蓄电池经常充电不足。电液密度过高，引起极板硫化。电液密度过低，导致容量下降。活性物质脱落，导致容量下降。,容量降低,3)故障诊断与排除诊断：当用高率放电计测得蓄电池单格电压低于1.5v时，即表明容量不足。排除：a.检查调整充电电压；b.检查补充电解液；c.检查极板是否硫化，轻度硫化用去硫充电解决，或循环充放电法恢复；重度硫化用物理方法解决(拆解后处理)；d.活性物质脱落时，可用蒸馏水反复清洗，或拆解后处理。4)预防硫化：使蓄电池经常保持足电状态和液面高度。,补充充不进电,1)现象：汽车起动后在行车中电流表指针回正过快，或蓄电池温度偏高，且长时间行车后，电液表指针仍指在+5a以上。2)原因：长期使用，电池劳损；内部短路；活性物质脱落；极板硫化或负极板硬化。,充不进电,3)故障诊断与排除：若用了一年以上，则可能为蓄电池劳损衰竭，应更换新品；若电池温度偏高，且长时间行车后电流表指针仍指+5a以上，用高率放电计测得蓄电池单格电压低于1.5v时，说明有短路故障，应拆修；若电液浑浊呈褐色，为活性物质脱落，应拆修或换新品；,补充电解液损耗过快,1)现象：电解液面下降过快，需经常补充。2)原因：充电电流过大；电液渗漏(壳体有裂纹)；隔板损坏击穿，或极板短路。3)故障诊断与排除：查渗漏；查充电电压；单个单格消耗过快多为内部短路；用相应方法排除。,第七节蓄电池的使用与维护,为了使蓄电池经常处于完好状态，延长其使用寿命，对使用中的蓄电池需进行下列维护工作：1)检查蓄电池在车上安装是否牢靠，起动电缆线与极桩的连接是否紧固，检查电缆线的线夹与极桩是否有氧化物，若有则应及时清除。2)经常检查蓄电池盖表面是否清洁，应及时清除盖上的灰尘、电解液等脏物，保持加液孔盖上的气孔畅通。,一、蓄电池的维护,第七节蓄电池的使用与维护,3)定期检查电解液的液面高度，液面一般应高出极板1015mm。一般情况下，当液面低时，应补加蒸馏水。4)定期对蓄电池进行补充充电，以保证蓄电池始终保持充足电的状态。5)经常检查蓄电池的放电程度，超过规定时立即进行补充充电。,一、蓄电池的维护,第七节蓄电池的使用与维护,要求汽车每行驶1000km，或冬季每行驶1015天，夏季每行驶56天，应查液面高度和放电程度。,二、蓄电池的技术状况检验,第七节蓄电池的使用与维护,(1)目测：电解液液面应在蓄电池外壳上、下液面线之间。从加液孔观察判断液面高度。加液孔下缘形成中央小圈时合格，形成大圈时为液面过低。,二、蓄电池的技术状况检验1.电解液液面高度检查(10-15mm),第七节蓄电池的使用与维护,(2)用玻璃管测量当液面过低时，应加注蒸馏水，以恢复正确的液面高度。除非确知电解液溅出，否则不许添加硫酸溶液。,二、蓄电池的技术状况检验1.电解液液面高度检查(10-15mm),第七节蓄电池的使用与维护,蓄电池液面高度检测,第七节蓄电池的使用与维护,(1)检查电解液密度用吸式密度计检测。方法见图。,二、蓄电池的技术状况检验2.放电程度检测：,第七节蓄电池的使用与维护,(1)检查电解液密度电解液密度与相对应的放电状态,注意：密度每减少0.01g/cm3，相当于放电6%。,二、蓄电池的技术状况检验2.放电程度检测：,第七节蓄电池的使用与维护,测量电解液密度时，应同时测量电解液温度，并换算出标准温度(室温20或25)下的密度后，再进行判断。换算公式为：20=t+0.00075(t-20)25=t+0.00075(t-25)式中：20、25为相应温度下的密度值；t为实测密度值；t为实测温度；0.00075为换算系数。,二、蓄电池的技术状况检验2.放电程度检测：(1)检查电解液密度,第七节蓄电池的使用与维护,蓄电池技术状况的判断与处理：a.若电解液相对密度1.30g/cm3，说明硫酸比例过大，应加注蒸馏水稀释；b.若相对密度为1.221.29g/cm3之间，说明蓄电池充电超过50%，或已充分充电，可正常使用；c.若相对密度为1.21g/cm3以下，说明放电超过50%，应充电；d.若充电后电解液密度还低于1.21g/cm3，说明蓄电池已损坏。e.各单格电解液密度相差应0.04g/cm3，否则应调整。,二、蓄电池的技术状况检验2.放电程度检测：(1)检查电解液密度,第七节蓄电池的使用与维护,蓄电池电液密度检测,第七节蓄电池的使用与维护,(2)用高率放电计(模拟起动放电)检测对于技术状态良好的蓄电池，当以起动电流或规定的放电电流连续放电5s时，端电压应不低于规定值。,二、蓄电池的技术状况检验3.起动性能检测：,第七节蓄电池的使用与维护,用高率放电计检测蓄电池放电程度：历时5s左右，大电流下各端电压稳定在1.5v以上，单格相差0.1v为完好。否则有故障。,二、蓄电池的技术状况检验3.起动性能检测：,第七节蓄电池的使用与维护,绿色区域端电压高于9.6v，状态良好黄色区域端电压低于9.6v，存电不足红色区域端电压低8v于蓄电池故障，更换蓄电池。,二、蓄电池的技术状况检验3.起动性能检测：,第七节蓄电池的使用与维护,蓄电池电量检测,第七节蓄电池的使用与维护,(3)就车检查蓄电池技术状况a.连续使用几次起动机，若起动机每次都能正常运转，则说明蓄电池存电充足；若起动机旋转无力，或不能旋转，则说明蓄电池放电过多或有故障。b.当夜间使用前照灯并使用起动机时，或起动机旋转有力，灯光稍许变暗，说明蓄电池电足；若起动机旋转无力，灯光暗淡，说明蓄电池放电过多；若起动机不能正常旋转，且灯光暗淡、灯丝变红甚至熄灭，说明蓄电池严重亏电或有硫化故障。,二、蓄电池的技术状况检验3.起动性能检测：,第七节蓄电池的使用与维护,（1）目的：通过测量极桩与连接线间的压降来确定连接状态好坏。（2）方法：将电压表正表棒接到蓄电池的正极桩上，负表棒接到正极桩电缆线的线夹上，接通起动机，使起动机带动发动机工作，这时电压表的读数不得大于0.5v，否则说明极桩与线夹接触不良，将产生起动困难。,二、蓄电池的技术状况检验4.蓄电池极桩连接状态的测试：,第七节蓄电池的使用与维护,（3）措施：当极桩与线夹接触不良时，若是极桩表面氧化，应清除氧化物；若是接触松动，应重新紧固线夹。（4）说明：负极桩与其电缆线的线夹的压降的测量，表棒与上述相反。,二、蓄电池的技术状况检验4.蓄电池极桩连接状态的测试：,第七节蓄电池的使用与维护,1.蓄电池的选择选择蓄电池时，主要根据外型尺寸和额定容量，额定容量小了易导致起动困难，大了易导致蓄电池长期充电不足。2.电解液的选择现今蓄电池所使用的电解液一般都是购买配制好的标准电解液，无需维修站自己配制电解液。在给蓄电池加注电解液时，要选择电解液的密度，一般情况下应该选择密度偏低的电解液。寒冷地区选择电解液的前提应该是保证电解液不结冰。,三、蓄电池的使用,第七节蓄电池的使用与维护,(1)要求：1）三抓1)抓及时、正确充电：装车使用电池每月补充充电；放电程度：冬季25%，夏季50%，否则及时充电；放完电的蓄电池要在24h内送充电间充电；带电液存放的蓄电池定期(每月)补充充电。2)抓正确使用操作：每次起动时间不超过5s，起动间隔时间15s，最多连续起动3次；冬季暖车、摇车后再起动；蓄电池安装要牢固，接头要紧固并涂保护剂。3)抓清洁保养：及时清除蓄电池表面的酸液，经常疏通通气孔。,三、蓄电池的使用3.蓄电池的维护,第七节蓄电池的使用与维护,2）五防1)防止过充和充电电流过大2)防止过度放电3)防止电解液液面过低(正常液面应高于极板上面10-15mm)4)防止电解液密度过大5)防止电解液内混入杂质。,第七节蓄电池的使用与维护,1)保持足电状态，以防电解液密度过低而结冰；2)补充蒸馏水应在充电时进行，以利及时混合；3)起动冷态发动机前应对发动机预热；4)气温低充电难，可调高发电机电压，改善充电状况，并经常检查蓄电池电量；5)注意蓄电池的保温(必要时用夹层木盒安装蓄电池)，也可适当调高电解液密度；6)有条件的可换用大容量的蓄电池。,三